III. Солнечная система.
Горбачев А.В.
Рождение планет Солнечной системы.
Содержание:
1. Планеты Солнечной системы.
2. Официальная версия образования Солнечной системы, существующая на сегодня.
3. Другие некоторые неофициальные гипотезы.
4. Гипотеза автора.
5. Доводы «за» и «против» этих гипотез.
А). Первый довод в пользу официальной теории и аргументы против него.
Б). Второй довод в пользу официальной теории и аргументы против нее.
В). Третий довод в пользу официальной теории и аргументы против нее.
Г). Четвертый довод в пользу официальной версии и аргументы против.
Д). Противоречивые аргументы формирования ядер планет.
1. Планеты Солнечной системы.
Планеты Солнечной системы делятся по схожести их характеристик на две основные группы:
- планеты земной группы: Меркурий, Венера, Земля и Марс.
Все они имеют характеристики, схожие с характеристиками Земли, что отражено в названии этой группы планет.
- планеты гиганты (газообразные планеты): Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун.
Название этой группы планет отражает отличия их форм от планет земной группы, их схожие характеристики.
Ранее, до 2006 года, планетой считался Плутон. Сейчас он относится к третьей группе планет: карликовые планеты (малые планеты).
В сравнении с Луной, масса Плутона в 5 раз меньше массы Луны. Объем Плутона в три раза меньше объема Луны. Его плотность 2030,0 (+/-60) кг/м3. Плотность Луны 3346,4 кг/м3.
Планеты земной группы, отличаются от газообразных планет гигантов строением и характеристиками.
2. Официальная версия образования Солнечной системы, существующая на сегодня.
Солнце в нашей галактике Млечный путь, относится к звездам так называемого второго поколения. Самые старые из них на 8-10 миллиардов лет старше Солнца. Есть звезды на много младше Солнца.
Солнечная система образовалась из гигантского межзвездного газопылевого облака в результате его сжатия и вращения, примерно около 4,6 миллиарда лет назад. Предполагается, что возможно на образование Солнечной системы повлияло внешнее событие, в виде взрыва сверхновой относительно недалеко от газопылевого облака, заставившего облако более интенсивно изменяться и превращаться в звездную систему, названную нами: Солнечной системой.
Основную массу вращающейся части облака (90%) вобрало в себя Солнце. Из остатков облака путем холодного слипания сформировались планеты Солнечной системы. Учеными предлагается несколько механизмов холодного слипания частиц вещества, в основе каждого из них находятся разные природные явления. Например: взаимодействия намагниченных пылевидных частиц; электрические взаимодействия частиц; образование тонких органических оболочек на пылевидных частицах, выполняющих роль клея. Все они возможны и значительно ускоряют процесс укрупнения тел, которые назвали планетезимали.
Планетезимали формировались в процессе холодного слипания более мелких частиц пыли друг с другом, в более крупные тела и различаются по массе и объему. Со временем эти тела, укрупняясь, становились сначала протопланетными телами, а затем, в одних зонах они превращались в ядра планет гигантов, в других зонах, ближе к Солнцу, становились планетами земной группы.
На втором этапе формирования планет, планеты гиганты, увеличивали свою массу и объем за счет захватывания газовых остатков протопланетного облака в своих зонах питания. В основном, это были водород и гелий. С зон питания, где находились планеты земной группы, Солнечный ветер сдувал газовые остатки протопланетного облака в зоны питания планет гигантов, так как планеты земной группы из за близкого расположения к Солнцу, не могли удержать эти газовые остатки в своих зонах питания и даже вокруг себя.
Часть планетезималей стали спутниками планет, кометами и астероидами. Основная масса которых сосредоточена в двух областях: одна, полоса Эдгеворта — Купера, находится около Плутона; другая, облако Орта на периферии Солнечной системы, а так же, в поясе астероидов между орбитами Марса и Юпитера.
Предполагается так же, что близко к Солнцу могли сформироваться только планеты с характеристиками земной группы, так как высокие температуры вблизи Солнца не позволили бы планетам гигантам сохранить вокруг себя водород, гелий и кислород в больших количествах.
3. Другие некоторые неофициальные гипотезы.
- Одна из них — приливная гипотеза. Планеты земной группы образовались из вещества Солнца, которое было вырвано из него в результате близкого прохождения рядом с ним какой то кометы. Гипотеза выдвинута французом Бюффоном в 1749 году, встреча Солнца с кометой. В результате столкновения кометы с Солнцем образовались планеты Солнечной системы из вещества вырванного силой удара из Солнца. В дальнейшем при появлении новых знаний о Солнечной системе, эта гипотеза была опровергнута. Кометы оказались слишком малы, что бы оказать какое либо влияние на Солнце. Были и другие доводы против этой гипотезы.
- Французский математик Лаплас, в ХVIII веке, предложил свою, монистическую теорию происхождения планет Солнечной системы. Газопылевое облако — туманность, вращаясь вокруг своей оси, начинает сжиматься к экваториальной плоскости, приобретая форму диска. Чем больше скорость вращения, тем больше сжатие. Далее начинается процесс образования ядра диска. Это ведет к остыванию туманности и, как следствие, уменьшение атмосферы, уплотнение вращательного тела, увеличение угловой скорости вращения. В это время начинается процесс расслоения туманности на экваторе, с образованием газовых колец, из которых впоследствии формируются планеты. Ученые считают, что это была его ошибка. Процесс отделения частиц должен происходить не кольцами, а непрерывно. Кроме того скорость вращения Солнца очень мала для отделения частиц, как предполагал Лаплас. То же самое, по сути, предлагал и немецкий философ Иммануил Кант. Впоследствии их гипотезы объединили.
- Приливную гипотезу выдвинул так же англичанин Джеймс Джинс в 1916 году. Он предположил, что Солнце, двигаясь по своей галактической орбите, встретилось с другой звездой. В результате этого силой гравитации из Солнца была вырвано вещество в форме копьевидной струи. Затем путем деления этой струи и закручивания отделившихся частей вокруг своих осей, образовались планеты. В дальнейшем расчеты показали, что вещество вырванное из Солнца, было бы неустойчиво в пространстве и упало бы снова на Солнце или было бы поглощено вырвавшей его звездой. Ранее, Джейм Джинс выдвинул небулярную (от лат. Слова туманность) теорию неустойчивости газопылевого облака.
- Гипотеза английского астрофизика Фреда Хайла (ХХ век). У Солнца была звезда близнец, которая взорвалась. Часть вещества унесена в космическое пространство, а из части вещества образовались планеты. Здесь я выскажу свое мнение. Если бы такое случилось, то общая масса планет Солнечной системы была бы намного больше. Сейчас она примерно 1% от массы Солнца. При взрыве звезды любой звездной массы, было бы намного больше осколков захваченных Солнцем, чем мы наблюдаем сейчас в Солнечной системе.
- гипотеза Советского геофизика О.Ю. Шмидта. Солнце проходило сквозь газовое облако и увлекло часть его за собой. В дальнейшем частички вещества захваченного Солнцем облака подвергались холодному слипанию и стали планетами. Разогрев этих планет происходил за счет их сжатия, бомбардировки астероидами и распада радиоактивных химических элементов (гипотеза В.И Вернандского, Радиоактивный разогрев первоначально холодной планеты).
Здесь я выскажу свое мнение. Ученые сегодня утверждают, что планеты Солнечной системы формировались параллельно с формированием Солнца. Формирование планет и Солнца происходило одновременно или почти одновременно. Согласно же этой гипотезы формирование планет во времени сильно бы отстало от формирования Солнца, что было бы заметно и обнаружено сегодня. Так же, захват Солнцем, какого либо газопылевого облака или его части, повлияло бы на массу самого Солнца в сторону резкого увеличения, точно так же, как это влияет на формирование планет гигантов. В таком случае Солнце бы могло поменять свою галактическую орбиту.
Некоторые отдельные детали гипотез, использовались в дальнейшем в официальной версии образования планет Солнечной системы. Против этих гипотез выдвигались и другие аргументы.
4. Гипотеза автора.
Еще одна версия приливной гипотезы выдвигается мною - А. В. Горбачевым. Она схожа с названными версиями приливной гипотезы, но с небольшими уточнениями.
Планеты гиганты образуются согласно официальной теории, из остатков протопланетного облака, это остается.
У планет Земной группы, ядра образуются из вещества Солнца.
Сгусток вещества из Солнца выдергивает не другая звезда, не комета и даже не отдельная планета, а выдергивают сообща планеты гиганты Солнечной системы. Они в определенное время строятся друг за другом в единую линию, идущую к Солнцу. Такое построение названо «парадом планет». При таком построении сила гравитации между Солнцем и другими планетами направленно увеличивается. Таким образом, в момент такого построения, планеты гиганты могут выдернуть сгусток вещества из Солнца, который превращается затем в металлическое ядро планеты. Это напоминает русскую сказку про репку, в которой дед, бабка, внучка, жучка, кошка, мышка вытянули репку. Эти персонажи русской сказки действовали по принципу: собрались вместе, сделали дело (выдернули репку) и разбежались.
Но, до того, что бы выдернуть «репку», «репка» должна вырасти. В газопылевом облаке, кроме пыли и газа есть и крупные тела. Это лед, камень, металл. Лед плавиться, образуя пар, который растворяется в атмосфере Солнца. Камни и металлические тела силой гравитации опускаются к центру ядра Солнца на разную глубину, в зависимости от их плотности, вращаясь вокруг его оси и там плавятся. Набирая массу, объединяясь, они превращаются в сравнительно большие сгустки плотного вещества, которые гравитация уже не может удержать в центре Солнца. Эти сгустки, вращаясь, набрав у центра ядра угловую скорость, в сильно сжатой водородной - гелиевой массе, как самолеты, опираясь на нее, поднимаются на поверхность и даже выше, образуя эруптивные протуберанцы, выбросы сгустков Солнечного вещества. «Репка» готова. В этот момент, уже сформированные планеты сообща могут помочь «репке» превратится в очередную планету или спутник какой нибудь планеты.
Если выдергивание не получается, то сгустки падают на Солнце и снова уходят в глубину, что бы повторить весь цикл.
Когда ядро планеты готово, оно начинает остывать и обрастать корой, за счет падения метеоритов и астероидов. Кора это не вещество Солнца, а это холодные слипшиеся планетезимали, космические тела.
Против этой версии действуют те же доводы, что и против остальных версий приливной гипотезы. Ниже мы опишем ее более подробно.
5. Доводы «за» и «против» этих гипотез.
Выдвигаемые версии не принятых гипотез формирования планет Солнечной системы, при детальном рассмотрении, имеют отдельные логические доводы в свою пользу, хотя и многое в них противоречит этой же логике и фактам. Поэтому, сегодня, более убедительно, звучит официальная теория образования планет Солнечной системы. Но, так ли это?
А). Первый довод в пользу официальной теории и аргументы против него.
Расчеты ученых показали, что вырванный другой звездой (или планетой) сгусток вещества Солнца не имел бы устойчивости в момент отделения его от Солнца. Это привело бы его, в одном случае, обратно к Солнцу, которое поглотило бы его. Во втором случае, если же этот сгусток вещества Солнца все же удалился бы далеко от Солнца, то в этом случае, он был бы захвачен и поглощен, вырвавшей его Звездой или планетой. Таким образом, шансов у сгустка вещества Солнца превратиться в планету, теоретически, по мнению ученых, нет. Фактически это первое логическое противоречие, в пользу официальной теории и против приведенных выше приливных гипотез.
Аргументы против этого довода.
- Первое. С признанием нами того, что Солнце окружает плотная оболочка из скрытой материи, этот довод, уже выглядит не совсем убедительно. Вырванный другой Звездой (или планетой) сгусток вещества Солнца, может быть заторможен на каком то расстоянии от Солнца этой плотной оболочкой. Получается, что вещество уже оторвано от Солнца, силы гравитации уже не в состоянии его вернуть Солнцу и в то же время эта оболочка тормозит дальнейшее его удаление от Солнца. Вещество, врезавшись в оболочку, как мячик в воду погрузившись в нее, выталкивается назад к Солнцу силой Архимеда, совершая вместе с оболочкой в этот момент первый оборот вокруг Солнца вне его. Этот вращательный оборот рождает центробежную силу инерции, которая прижимает его еще больше к оболочке действуя против силы гравитации. Далее, согласно второго закона немецкого астронома Иоганна Кеплера, который гласит: планета движется тем быстрее по своей орбите, чем ближе она находится к Солнцу и наоборот. Факт изменения скорости вращения планет в связи с приближением или удалением от Солнца, является регулятором центробежных сил инерции планет. Таким образом у сгустка вещества, оторванного от Солнца, появляется шанс занять в Солнечной системе свою устойчивую орбиту, согласно его плотности. Оболочка является гарантом устойчивости планет в Солнечной системе. Конечно, здесь есть некоторые условия при которых это может произойти. Сгусток вещества должен не пробивать оболочку, а вращаться вдоль ее орбиты, поэтому его скорость входа в оболочку должна быть ограничена этим условием, в то же время она должна быть достаточной, что бы вырванный сгусток мог опираться в своем движении на эту оболочку.
Напомню, что оболочка заметна и действует только на космические тела движущиеся на космических скоростях вокруг Солнца по своим орбитам параллельно ей. Она действует на космические тела точно так же, как и газовая атмосфера Земли действует на летящие в этой атмосфере искусственные летательные аппараты, порой очень тяжелые. Стоит летательному аппарату снизить скорость, как он тут же падает на землю.
Уточним. В данном случае мы имеем дело с силой инерции твердых тел, газов, плазмы и скрытой материи. Любое материальное тело обладает силой инерции покоя и направленного движения. Газы и скрытая материя (их частички) обладают точно такой же силой инерции. Самолет не падает опираясь на газовую атмосферу земли только потому, что в этот момент газ атмосферы находится в состоянии покоя или направленного движения. Сила инерции поддерживает это состояние. Время опоры самолета на газовую атмосферу должно быть столь короткое, что бы газовая атмосфера не успела изменить свое состояние пока самолет на нее опирается. Это зависит от силы давления самолета на газовую атмосферу и времени его давления (фактически от скорости его полета). Маленькая скорость — самолет упадет, большая скорость - самолет разрушится силой инерции газовой атмосферы (или он должен быть прочнее), приемлемая скорость — самолет полетит.
Точно так же и со скрытой материей. Планеты двигаясь по своим орбитам на космических скоростях опираются на оболочку из скрытой материи. Чем плотнее вещество, тем больше времени оно сохраняет свое состояние за счет силы инерции. Планета входит по касательной в оболочку из скрытой материи и погружается в нее. Чем больше она погружается в оболочку, тем плотнее сама оболочка и тем меньше нужна скорость планете, что бы опираться на нее. Тут в действие вступает сила Архимеда, которая выталкивает планету на периферию оболочки.
- Второе. Здесь у гипотезы автора есть преимущество. Планеты строятся в одну линию во время парада планет на очень короткое время. Их совместная сила гравитации действует не постоянно. Это позволяет оторвать сгусток вещества от Солнца и даже помогает подтолкнуть его к орбитальному движению, но не позволяет планетам поглотить этот сгусток, так как сила гравитации после выдергивания, резко сокращается, давая шанс сгустку Солнечного вещества остановиться на каком то расстоянии от Солнца (найти свою орбиту), а значит в дальнейшем превратиться в планету.
Б). Второй довод в пользу официальной теории и аргументы против нее.
Ученые считают, что земная кора Земли не была никогда в состоянии расплавленной магмы, а значит Земля это не сгусток вещества Солнца. Таким образом и другие планеты Земной группы то же не сгустки вещества Солнца.
Аргументы против.
- Первое. У всех планет Солнечной системы внутренние слои: ядра, у некоторых планет и мантия находятся в сильно разогретом состоянии. Например, Земное ядро имеет температуру 6000 градусов С. В других планетах температура металлических ядер достаточна для поддержания их в расплавленном состоянии миллиарды лет. Все планеты земной группы имели активное геологическое прошлое. Видны следы тектонического движения плит, следы вулканической деятельности. Земля до сих пор геологически активна. У Земли, Меркурия, Марса, ядра находятся до настоящего времени в расплавленном состоянии (у Марса частично).
В планетах гигантах такой разогрев возможен из за сильного гравитационного сжатия планет, многократно превосходящих по массе планеты земной группы. Сжатие планет приводит к увеличению сил трения между атомами при их движении, а значит выделению тепла.
В планетах земной группы такой разогрев ядер практически не возможен. Предполагается, что после холодного слипания, разогрев ядер планет земной группы, происходил за счет распада радиоактивных элементов, а верхние слои разогревались при падение метеоритов и астероидов. Тогда радиоактивных элементов должно быть очень много.
Нужно так же учесть, что, наиболее тяжелые химические элементы должны были в этот период, после разогрева, опуститься ближе к центру планеты, а легкие, подняться в верхние ее слои.
Можно предположить, что планеты были разогреты в момент своего формирования. Это возможно, если внутренние слои планеты являлись сгустком Солнца.
- Второе. Планеты в дальнейшем могли остывать и обрастать корой за счет падающих метеоритов и астероидов. Предполагается, что на Землю в год падает 2 тысячи тонн космического вещества. Легко подсчитать сколько это будет за 4 миллиарда лет. Правда, при этом надо учитывать, что падение их во времени происходит не равномерно. Об неоднородности, например, земной коры говорит тот факт, что полезные ископаемые распределены по земле не равномерно. Возможно это следствие падения разных по составу видов астероидов и метеоритов. В то же время внутренние слои более равномерно распределены по составу химических элементов.
Вывод: например, первоначально Земля могла быть сгустком Солнечного вещества разогретого до больших температур. Затем по мере остывания и вращения в уплотненной оболочке вокруг Солнца, она обрастала земной корой, слой которой становился со временем все толще и толще. Земная кора могла образовываться из планетезималей, принесенных из пространства Солнечной системы. Точно так же океаны воды могли образовываться из летающих ледяных глыб прилетающих с периферии Солнечной системы к Земле. В то же время внутренние слои при этом сохраняли свою температуру и разогревали верхние слои Земли. Внутренние слои так же принимали активное участие в образовании земной коры, об этом указывает их вулканическая деятельность.
В). Третий довод в пользу официальной теории и аргументы против нее.
Ученые считают, что способ образования планет путем выдергивания сгустка вещества Солнца, не позволяет планетам образовываться в массовом порядке, так как по своей сути такой способ образования планет является маловероятным событием, для большинства звездных систем.
Аргументы против.
Можно согласится, что такой способ является редким способом образования планет, но возможным. Представим себе следующую картину образования Солнечной системы. Из межзвездного облака начинает формироваться Солнце. Облако закручивается и сжимается, проявляются контуры Солнца.
В этот момент, от облака отделяется небольшая его хвостовая часть. Эта часть облака начинается, примерно, от 10 — 30 миллионов километров от диска Солнца и растягивается до 500 миллионов километров. Постепенно эта часть облака начинает делится на несколько примерно равных частей, которые вращаясь вокруг будущего Солнца, так же закручиваются вокруг своих центров.
Так образуются планеты гиганты. В начальный период их образования вокруг Солнца начинает образовываться оболочка из уплотненной скрытой материи, появляется выталкивающая сила Архимеда и другие дополнительные силы. Пока еще, оболочка из скрытой материи прижата к формирующемуся Солнцу. Оболочка начинает распределять по орбитам с разной удаленностью от Солнца все образующиеся планетезимали - более тяжелые вращаются ближе к Солнцу, более легкие дальше от него. Это помогает сформировать планеты и их орбиты с разной плотностью материи, в дальнейшем обеспечивая устойчивость планет на их орбитах.
Собственно, сила отталкивания (о ней мы говорили в части 1, Солнечной системы) со стороны межзвездного пространства помогает силе гравитации сжимать газопылевое облако и раскручивать его. Она же и формирует вокруг будущего Солнца уплотненную оболочку из скрытой материи.
Планеты гиганты находятся рядом с диском Солнца, на минимально допустимых расстояниях. Солнце еще не разогрето до максимальных температур. Солнечный ветер пока еще слаб. Планеты вращаются вокруг Солнца и удерживаются на своих первоначальных орбитах, противостоящими друг другу двумя основными силами: силой притяжения (гравитации) и силой инерции (центробежной силой), возникающей в результате вращения планет вокруг Солнца действующей против силы притяжения. Сила гравитации притягивает планеты гиганты к Солнцу, а сила инерции противостоит силе гравитации, пытается оторвать их от Солнца, не дать им приблизится к нему. Но на планеты гиганты уже начинает оказывать действие уплотненная оболочка, почти сформированная вокруг Солнца. Появляется множество дополнительных сил, действующих на планеты.
Дальше, как в русской сказке про репку. Планеты гиганты образуют парад планет и выдергивают периодически сгустки вещества из Солнца, сами постепенно удаляясь от него - увеличивают свою массу, но теряют плотность.
В это время, Солнце уже почти сформировалось. В его ядре уже идут ядерные реакции. Попавшие в Солнце твердые частицы металлов и других тяжелых химических элементов - расплавлены и на данном этапе Солнцу не нужны. Само Солнце пока еще не может вырабатывать тяжелые химические элементы. Оно только перерабатывает водород в гелий.
Тяжелые химические элементы, которые попали в Солнце из газопылевого облака, сначала движутся в сторону центра - ядра Солнца, объединяясь в тяжелые сгустки Солнечного вещества. Все время пока они опускаются к центру Солнца они вращаются вокруг его центра, набирая скорость, по мере приближения к центру. Периодически сгустки выбрасываются наружу под воздействием сил инерции, конвекции, ядерных реакций, взаимодействия электромагнитных волн. Эти процессы, происходящие на Солнце, образуют эруптивные протуберанцы и Солнечные вспышки, которые и являются той «репкой», которую выдергивают гиганты планеты.
К этому времени вокруг Солнца уже сформировалась уплотненная оболочка из скрытой материи и редких частиц отдельных химических элементов. Уже действует сила выталкивания Архимеда, которая начинает распределять планеты по орбитам согласно их плотности, а не массы.
Это похоже на сито по отбору, например, щебня по нужным размерам. Несколько сит с разным диаметром дырочек разделяют щебень по размерам. Верхние самые большие куски щебня, нижние самые маленькие куски щебня.
Процесс выдергивания «репки» периодически повторяется во времени. Тут можно предположить, что некоторые выдернутые сгустки Солнечного вещества могут становится как планетами так и спутниками планет гигантов.
Г). Четвертый довод в пользу официальной версии и аргументы против.
Это касается всех планет Солнечной системы. У ученых вызывает не понимание, как могут так организованно формироваться стабильные и близкие к круговым орбиты планет в Солнечной системе, не мешающие разным по массе планетам вращаться вокруг Солнца длительное время. Фактически планеты миллиарды лет вращаются вокруг Солнца по своим орбитам не мешая друг другу.
Аргумент против.
Такое возможно, если вокруг Солнца существует уплотненная оболочка. Мы напрямую эту оболочку не обнаруживаем, так как еще не обладаем на сегодня средствами обнаружения скрытой материи, но можем предположить на основании распределения планет в Солнечной системе согласно их плотности, что она есть (смотри Вселенная, приложение №1. Аркадий Горбачев). С появлением этой оболочки, на планеты начинает действовать ряд дополнительных сил, направленность которых, может как совпадать с направленностью силы притяжения и отталкивания, так и быть их противоположностью. Эти силы проявляются в космической среде, при движении звезд, планет, спутников планет, астероидов, комет при их движении на сверхбольших, космических скоростях. Планеты под действием совокупности всех сил действующих на них, благодаря этой оболочке при касании ее, вращаясь на больших скоростях, приобретают довольно стабильные орбиты. Такие же оболочки могут существовать и вокруг планет, особенно вокруг планет гигантов.
Д). Противоречивые аргументы формирования ядер планет.
Обращает на себя внимание тот факт, что, все планеты Земной группы имеют металлические ядра, а планеты гиганты, обладающие массами значительно больше, чем планеты Земной группы, имеют в основном каменные ядра, с низким процентом металла, то есть меньшей плотности. Где, как и почему для планет земной группы нашлось металла больше, чем для планет гигантов? Почему количество металла распределилось так не равномерно, по группам планет?
Возможно, это произошло благодаря уплотненной оболочке из скрытой материи, которая распределила планетезимали вокруг Солнца, в зависимости от их плотности, еще в момент их формирования, когда планет Солнечной системы еще не было.
Но, если вы не верите в существование оболочки, то напрашивается вывод: у планет гигантов и планет земной группы ядра сформировались разным способом, а значит и сами они сформировались разным способом.
Таким образом мы имеем еще одну возможную приливную гипотезу формирования планет. Так же высказанные выше мысли являются дополнением официальной теории формирования планет Солнечной системы.