Як з’явилася Сонячна система і Земля? Теорії і сучасний погляд

З найдавніших часів людство цікавило питання про створення нашого світу. Довгий час цікавість людей задовольняли спочатку язичницькі міфи, а потім і священні тексти світових релігій. Однак розвиток науки, а особливо астрономії, підштовхнув людей до пошуку наукового пояснення виникнення Землі.

Гіпотеза Ж. Бюффона

Одним з перших учених, що запропонував свою теорію утворення нашої планети, став Жорж Бюффон. У 1749 р. він опублікував працю “Природна історія”, в якому і описав свою ідею. Згідно з нею, в давнину в сонці врізалася гігантська комета, в результаті чого від світила відокремилася кілька фрагментів, які з часом утворили планети Сонячної системи.

Бюффон вважав, що спочатку сонце не оберталося навколо своєї осі, але удар комети, що припав по дотичній, розкрутив його, а також надав обертання і тій речовині, з якого виникли планети. Вчений вважав, що наша зірка є твердим небесним об’єктом, але це не так. Також Бюффон переоцінював розміри комет. Вони занадто малі, щоб зуміти значно вплинути на зірки.

Теорія Канта

Ще одна спроба пояснити виникнення Землі була зроблена Іммануїлом Кантом в 1755 Р. він припустив, що раніше Всесвіт була наповнена безліччю пилових частинок, що відрізнялися своїми розмірами і масою. Через дії гравітаційних сил вони стали притягуватися один до одного, утворюючи Сонце, а також пилове хмара навколо нього. Постійні зіткнення між частинками призвели до обертання зірки і хмари, з якого в подальшому утворилися планети. При цьому планети спочатку були холодними, а не остигали в процесі своєї появи.

Гіпотеза Лапласа

П’єр Сімон Лаплас переглянув теорії Канта. Він вважав, що існувала так звана первинна туманність, яка була сильно розігріта, але при цьому оберталася. На кожну частинки туманності діяло дві протилежні сили – притягує до центру сила тяжіння і відцентрова сила, пов’язана з обертанням туманності. В результаті частина речовини туманності утворила Сонце, а інші частини – планети, включаючи Землю.

Також Лаплас припустив, що на обертання планет великий вплив чинять сили припливів і відливів. Великий математик обгрунтував сою гіпотезу низкою розрахунків, проте все ж і вона виявилася помилковою, хоча і залишалася основною аж до початку XX століття.

Теорія Джинса

У 1919 році фізик Джеймс Джинс висловив думку, що Сонячна система сформувалася через проходження поруч з нашим світилом іншої масивної зірки. Її сила тяжіння відірвала від нашого світила частина речовини, яка з часом перетворилася на планети. Однак більш точні розрахунки показали помилковість цієї теорії. Відірвана речовина повинна була або знову впасти на сонці, або назавжди покинути її орбіту і полетіти слідом за пролітала повз зіркою.

Гіпотеза Шмідта

У 1944 р. радянський учений Отто Шмідт припустив, що Земля та інші планети Сонячної системи виникли після того, як поруч з нашою зіркою пролетіло метеоритне хмара. Сонце захопило його своєю силою тяжіння, після чого одна частина матеріалу хмари впала на поверхню світила, а інша частина утворила планети. Недолік цієї теорії полягає в тому, що ймовірність утворення планет навколо зірок виявляється занадто низькою. Останнім часом було виявлено величезну кількість екзопланет, тобто планет за межами Сонячної системи. Тому процес формування планет повинен пояснюватися більш імовірною подією.

Сучасні уявлення про виникнення Сонячної системи

Передбачається, що раніше на місці нашої планетної системи існувала величезна зірка Коатликуэ, мала масу в 30 разів більше сучасної сонячної маси. Коатлікуе вибухнула і утворила величезну молекулярну хмару. Приблизно 4,6 млрд років тому з нього стало формуватися Сонце. Початок цього процесу викликало явище гравітаційного колапсу – швидкого стиснення речовини внаслідок дії його власної сили тяжіння.

Що ж викликало подібний гравітаційний колапс? Справа в тому, що відбулося ущільнення речовини в одній з частин Хмари. Причиною цього ущільнення міг стати проліт великого небесного тіла, ударна хвиля від вибуху зірки або просто випадкові коливання частинок хмари. У будь-якому випадку виникле ущільнення стало притягувати до себе все більше і більше інших частинок. Виник ефект, який в науці називають «позитивного зворотного зв’язку»: зростання маси речовини в районі ущільнення збільшував силу тяжіння, що в свою чергу збільшувало приплив нової речовини і призводило до зростання маси матерії в центрі.

Через стиснення хмара, що мало невелике початкове обертання, збільшувало свою кутову швидкість. Таким чином працював закон збереження кутового моменту. Одночасно з цим через збільшення щільності матерії в центрі Хмари температура там починала зростати. У якийсь момент вона досягла значень в мільйони градусів, що призвело до запуску термоядерної реакції. Цей момент можна вважати часом народження Сонця.

У решти хмари вже виникли інші ущільнення, які в майбутньому утворили протопланети. На момент народження Сонця їх налічувалося близько 50-100 цих утворень. Вони продовжували стикатися один з одним і з’єднуватися, але іноді зіткнення призводили до утворення супутників. Вважається, що Місяць утворився в результаті зіткнення протопланети Тея і Землі приблизно 4,533 млрд років тому. Удар пройшов по дотичній, а тому наша планета стала обертатися навколо своєї осі.

На початку XXI століття серед вчених взяла гору думку, що планети не відразу зайняли положення на своїх сучасних орбітах. 4,5 млрд років тому вони були значно ближче до Сонця, ніж зараз. Теоретично в районі пояса астероїдів могла утворитися ще одна планета, проте цього не сталося через формування Юпітера. Цей гігант має величезну масу, тому він став викидати з тіла з пояса астероїдів. Деякі з астероїдів потрапили у внутрішню Сонячну систему і бомбардували вже сформувалися там планети.

За рахунок цих бомбардувань на Землі з’явилася вода. Справа в тому, що її молекули дуже легкі, і тому вони не могли з’явитися на нашій планеті на початковій стадії її формування. Проте при падінні на неї астероїдів з віддалених і більш холодних районів Сонячної системи.

У початковий період свого виникнення Земля була сильно розігріта. Однак після припинення епохи бомбардувань почався процес її охолодження. Спочатку поверхня планети була рідкою, і більш легкі елементи спливали у верхні шари, а більш тверді опускалися глибше. Згодом через охолодження Землі утворилася тверда земна кора, проте під нею досі знаходиться рідка мантія. Опустилися вглиб метали утворили металеве ядро, яке сьогодні створює магнітне поле планети. Цей процес зайняв 10 мільйонів років. Атмосфера Землі утворилася в результаті високої вулканічної активності. Гази виривалися з надр землі назовні, проте через силу тяжіння планети не могли покинути її.

Посилання на основну публікацію