Катастрофизм. Страшная сказка со счастливым концом
Такое грандиозное событие, как создание планеты Земля ( ну и остальных тоже), по всем законам театрального жанра, не может происходить тихо- мирно эволюционным путем, из газопылевой туманности, как вы находите? Как только стало ясно, что гипотезы Канта и Лапласа содержат больше вопросов, чем ответов, на сцену появляются теории, связанные с драматическим развитием событий, теории катастрофизма в создании Земли. Здесь главным действующим лицом выступает Его Превосходительство Случай. Что- то пошло не так, где- то что- то вышло из- под контроля и нате вам, пожалуйте - планеты. Понятно, что нужен материал, много материала, из которого можно слепить планеты. Понятно, что материал можно раздобыть либо в газопылевой туманности, либо у звезд. Причем, у последних его придется как-то изъять силой. И если приверженцы небулярных теорий выбирали первый источник материала, то катастрофисты сосредоточились на втором. Из имеющихся в Галактике звезд ближе всего к нам Солнце, значит вещество было взято у него. А как могло это произойти? Ну конечно же, Солнце чем- то хорошенько стукнули. И пытливый мозг ученых начал выстраивать сценарии.
Одна из первых подобных гипотез принадлежит французскому естествоиспытателю Жоржу- Луи Леклерку Бюффону (1707 - 1788 г.г.), высказанная в 1745 году. Согласно ей, мирное движение Солнца по орбите было нарушено внезапно врезавшейся в него кометой. Видимо, от неожиданности такого вероломства, звезда выбросила протуберанец вещества, таким образом создав материал, из которого в будущем образуются Земля с подругами. Неплохо, совсем неплохо для середины XVIII века, когда о размерах и массах звезд и комет имели весьма туманные представления, когда кометы, в принципе, воспринимались как исчадия ада и посланники преисподней. Кто же еще и мог сделать эту подлость Солнцу, как не она? Неясно только откуда в этом случае взялось вращение семейства планет. И странное распределение момента количества движения - ведь на Солнце приходится 99% вещества системы, а момент количества движения, принадлежащий планетам, оценивают в 98%. Впрочем, подобные мелочи в то время не занимали умы ученых. Из- за слишком малого энергетического эффекта возможность получения таким путем искомого вещества для строительства планет была отклонена. Событие должно быть более грандиозным - ведь девять планет, спутники, астероиды, ну и всякая космическая мелочь, это требует немалых материальных затрат.
Ситуацию стремился поправить немецкий физик, лауреат Нобелевской премии по физике 1909 года Карл Фердинанд Браун (1850 - 1918 г.г.). По его теории столкновение произошло еще в начальной стадии формирования этой области пространства. Массивное сгущение в протопланетном облаке вскользь ударило о центральное сгущение ( протосолнце) и закрутило сначала его внешние слои, а затем и центральные части. Для объяснения имеющегося вращения планет он использует закручивающий эффект косого удара. Впоследствии, рождение Земли и планет стало рассматриваться как столкновения уже образовавшегося Солнца с другой звездой.
С предельно радикальным сценарием выступает шведский химик и физик, автор теории электролитической диссоциации, лауреат Нобелевской премии по химии 1903 года Сванте Август Аррениус (1859 - 1927 г.г.). Его гипотеза предполагает лобовое столкновение двух звезд. Удар! В разные стороны летят разорванные куски горячей дымящейся звездной плоти... Сразу видишь толпу негодующих космических свидетелей происшествия, слышишь требовательные сирены космической дорожной полиции и пронзительные гудки космической скорой помощи... В результате происшествия, обе пострадавшие выбросили в противоположных направлениях струи плазмы, которые закручивались в спираль вокруг общего центра масс. Потрясающе! Но много вопросов. Весьма трудно просчитать, что останется от Солнца при таком развитии событий. И куда девались остатки звезды- пришельца? Не говоря уже о том, что такое пересечение звездных орбит маловероятно настолько, что пока подобных случаев не зафиксировано.
Наверно, впечатлившись нарисованной Аррениусом картиной, авторы последующих гипотез находят менее ужасающие сценарии, хотя и катастрофические. Так американский геолог Чемберлин Томас Краудер (1843 - 1928 г.г.) и его соотечественник астроном Мультон Форест Рей (1872 - 1952 г.г.) считали, что образование Земли и планет связано с приливным воздействием проходящей мимо Солнца другой звезды. Она способствовала усилению приливных волн , на Солнце возникли два диаметрально противоположных горба прилива и, оторвавшись, образовали две струи, две ветви спирали, которые, по Аррениусу, могли возникнуть при лобовом ударе. Далее струи газа быстро остывали, конденсируясь в рой мелких частиц. Эти частицы, сталкиваясь, слипались в куски покрупнее и, обрастая веществом, становились планетами. В процессе роста они приобретали все более круговую орбиту, а вращение вокруг своей оси начали благодаря разной интенсивности ударов падающего с разных сторон вещества.
В 1919 году выходит фундаментальная работа британского физика- теоретика, астронома и математика Джеймса Хопвуда Джинса (1877 - 1946 г.г.) " Проблемы космогонии и звездной динамики". Наука не стоит на месте. Джинс обобщил опыт небесной механики и подверг критике небулярные теории образования Земли и планет. Единственным путем в объяснении этого процесса он считает катастрофизм. Как и Чемберлен с Мультоном, Джинс говорит о встрече Солнца с неизвестной звездой в темном переулке космоса. Причем, будучи математиком, вероятность такого события признает как один на триллион звезд. То есть, речь идет об одном случае образования планет на десять галактик размером с нашу. По теории Джинса, несколько миллиардов лет назад Солнце сблизилось с другой, более крупной звездой. При этом на его поверхности под действием гравитации незнакомки, образовались гигантские приливные горбы конусообразной формы. Когда расстояние между звездами сократилось до предела Роша, из вершин этих конусов началось извержение солнечного вещества. Картина была захватывающе красивой. В бездонном мраке космоса бьют высокие фонтаны искрящейся солнечной плазмы! Но любоваться этим фейерическим шоу было пока некому, Землю еще предстояло сформировать. Струя вытекающего вещества образовала некое сгущение вокруг Солнца сигарообразной формы. Далее она распалась на отдельные сгустки, причем из утолщенной части образовались планеты- гиганты, а из тонких краев - Земля и ее группа. Моменты количества движения, которые не могли объяснить газопылевые теории, здесь были переданы планетам проходящей звездой, она же задала им и направление вращения. Спутники планет образовались за счет работы приливных сил при переходе планет из газообразного состояния в твердое. Астероиды Джинс считал осколками некогда существовавшей планеты, а кометы захватывались из межзвездного пространства. Трудности не обошли стороной и эту гипотезу. Газообразные спутники рассеялись бы в пространстве. Из жидкости вырвать множество мелких тел невозможно. А твердые тело под действием приливных сил просто рассыплется. Сложно объяснить и осевое вращение. И здесь положение попытался спасти сын известного естествоиспытателя Чарльза Дарвина сэр Джордж Говард Дарвин (1845 - 1912 г.г.), английский астроном и математик. Осевое вращение он попробовал объяснить обратным падением на планету ранее вырванных частиц. Однако расчеты показали, что в этом случае масса упавшего вещества сравнима с массой планеты и намного превышает суммарную массу всех спутников.
Тяжелый удар по теории катастрофического образования Земли нанесли в 1943 году вычисления русского астронома, доктора физико- математических наук, профессора Николая Николаевича Парийского (1900 -1996 г.г.). Они показали, что при большой скорости прохождения звезды газовая струя должна уйти вместе с нею. При малой - упасть обратно на Солнце. И только при строго определенном значении скорости протуберанец мог бы стать спутником Солнца. Но в этом случае его расстояние от Солнца должно быть в семь раз меньше, чем у Меркурия. Расчеты показали, что подобные события (сближения звезд) не носят исключительного характера, судя по наличию семейств планет и у других звезд в нашей Галактике, но ,по этим же расчетам, проходящая звезда не может придать планетам движение по круговым орбитам.
Конечно, катастрофические теории развития вносят некий элемент драматизма и зрелищности в предполагаемо происходящие события, они полны действия и чарующе красочны. Отдавая дань смелому полету воображения их авторов, в настоящее время наука оставляет их в стороне. Может, чтобы когда- нибудь вернуться.
Информация
Дуглас Лин "Происхождение планет"/ В мире науки, 2008, N8
Левин Б. Ю. "Происхождение Земли", Известия АН СССР. Физика Земли., 1972, N7
www.elementy.ru
www.solsys.ru