Как возникла солнечная система

        Содержание. 

1. Введение……………………………………………………..….. 2
2. Как возникла солнечная система……………………………… 2
3. Гипотезы Джинса и Шмидта…………………………………... 3

    а) Гипотеза Джеймса Хопвуда Джинса……………………....... 3

    б) Гипотеза Отто Юльевича Шмидта…………………………. 5

4. Современная версия…………………………………….……… 6
5. Допланетное облако…………………………………….…….... 6
6. Возникновение допланетных тел………………………….….. 7
7. Возникновение планет и их спутников………………………. 8

     а) Возникновение планет………………………………………. 8

     б) Возникновение спутника Земли……………………………. 9

8. Земля как планета………………………………………………. 9
9. Внутреннее строение Земли……………………………..…….. 11
10. Геологическая история Земли………………………………… 13
11. Развитие Земли………………………………………………… 14
12. Заключение…………….………………………………………. 16

         Список литературы………………..……………………………… 17 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1. Введение.

 

                                   «Открылась бездна, звезд полна.

                                    И звездам нет числа, а бездне – дна»

– писал  великий русский ученый М.В. Ломоносов  в XVII веке.

     Одной из звезд  в бесконечной Вселенной является наше Солнце, окруженное планетами и их спутниками, роем комет и астероидов. Это Солнечная система, частицей которой является наша планета Земля.

      Издревле люди задумывались о происхождении Земли и звезд. Не находя ответов, они придумывали сказания и мифы, священные писания. Но с развитием науки астрономии, географии, геофизики возникали всевозможные теории возникновения Солнечной системы и Земли.

       Космогония – это научная дисциплины, раздел астрономии, в которой изучается происхождение и развитие небесных объектов – галактик, звезд и планет. Звездная космогония  исследует процесс возникновения и жизненного пути звезд, и, прежде всего ближайшей к нам – Солнца. С ней неразрывно связана планетная космогония.

 

2. Как возникла Солнечная система. 

       Начиная с XVI века, учеными было выдвинуто множество космогонических гипотез с самыми разнообразными вариантами ранней истории Солнечной системы. 

       Научное предположение о едином происхождении Земли и других планет Солнечной системы впервые  выдвинул в 1754 г. немецкий философ Эммануил Кант (1724 – 1804гг.).       Позднее к сходному заключению независимо от Канта пришел выдающийся французский астроном и математик Пьер Лаплас (1749 – 1827гг.). Его труд был опубликован в 1796 г.

       И Кант, и Лаплас исходили из того, что Солнце горячее и огромное, а Земля – холодная и по размеру значительно меньше. В то же время она всего лишь одна из планет. Кроме того, все планеты обращаются вокруг нашего светила почти по окружностям, двигаясь в одну сторону (совпадающую с направлением вращения самого Солнца) и практически в одной плоскости. Это давало ключ к созданию гипотезы об их происхождении.

      По гипотезе ученых (она получила  название «Гипотеза Лапласа», т.  к. именно он обосновал свою теорию более подробно и убедительно), на месте Солнечной системы когда–то существовала огромная медленно вращавшаяся раскаленная газовая туманность с уплотнением в центре – так называемое протосолнце.

      Взаимное притяжение частичек  туманности приводило к постепенному сжатию этого газового облака и уменьшению его размеров. Скорость вращения туманности возрастала. При этом большое количество частичек на экваторе туманности (где скорости выше) отрывалось от нее  -  так возникало вращающееся кольцо.

         Все больше сжимаясь и ускоряя свое вращение, туманность отслаивала одно кольцо за другим – они вращались в одном и том же направлении и примерно в одном и том же направлении и примерно в одной плоскости. Постепенно каждое кольцо остывало и превращалось в большой газовый клубок, быстро крутящийся вокруг своей оси. От этого клубка в свою очередь также отслаивались кольца и становились со временем небольшими газовыми шарами. Последние, охладившись, стали спутниками больших шаров, которые превратились в планеты. Центральная часть первичной туманности осталась раскаленной звездой – это наше Солнце.

          Гипотеза Лапласа была очень  популярной в свое время. Она  объясняла возникновение планет, основываясь на законах тяготения  и центробежной силы. Однако были обнаружены некоторые явления, которые теория Лапласа объяснить не могла. Например, почему планета Уран вращается вокруг своей оси в сторону, противоположную вращению других планет? К тому же выяснилось, что Солнце вращается «слишком медленно» и, следовательно, не могло на ранней стадии своего развития иметь скорость движения, при которой было бы возможно отслоение колец.

           Кроме этого, мнение о том,  что планеты возникли из отдельных  сгустков раскаленного газа, отрывавшихся  от протосолнца, противоречило данным геологии, геофизики, геохимии. Они убедительно свидетельствуют, что наша планета никогда не пребывала в огненно – жидком, т. е. расплавленном, состоянии.

 

    3. Гипотезы Джинса и Шмидта. 

      а) Гипотеза Джеймса Хопвуда Джинса.

           Широкой популярностью в начале XX века пользовалась еще одна версия происхождения нашей планетной системы. Ее в 1931 г. разработал английский физик и астроном Джеймс Хопвуд Джинс (1877 – 1946гг.).

            Согласно этой гипотезе, которая теперь называется «гипотезой Джинса», в незапамятные времена в непосредственной близости от нашего центрального светила оказалась другая звезда. Гравитационное притяжение этой звезды было столь велико, что она вырвала у Солнца часть его вещества. Оно и послужило материалом для образования планет.

            Гипотезу Джинса, а также подобные  ей принято называть «катастрофической». Она завоевала множество сторонников  - в их числе оказались, например, такие крупные ученые, как Артур  Эддингтон. Согласно версии Джинса, образование планетной системы – чрезвычайно редкое событие в мире звезд, свидетельствующее об уникальности человечества во Вселенной. Современные расчеты и открытия показывают, что предложение Джинса, скорее всего, неверно, но математические методы, разработанные ученым, прочно вошли в астрономическую практику.

     
 

  б) Гипотеза Отто Юльевича Шмидта.

            Большую роль в разработке космогонической модели образования Солнечной системы сыграли труды известного российского ученого Отто Юльевича Шмидта (1891–1956гг.). В начале 40-х гг. XX века он предложил, основываясь на некоторых научных данных, что Земля и планеты никогда не находились в раскаленном газовом состоянии, в отличии от Солнца и звезд. Планеты образовались из холодных, твердых частиц вещества.

            Ученый допускал, что некогда  в огромном вращающемся колоссальном  облаке из газа и пыли образовывалось  сгущение – протосолнце, которое  медленно сжималось. Другая часть  облака, обладающая массой примерно  в десять раз меньшей, неторопливо вращалась вокруг этого сгущения. Бесчисленные частички туманности, сталкиваясь, постепенно размещались около протосолнца так, чтобы не мешать друг другу. Со временем их пути расположились почти в одной плоскости и стали круговыми. При этом в конце концов стало преобладать направление вращения в какую – то определенную сторону.

             Потеря сталкивающимися частицами  скорости движения, как показывают  расчеты, вела к тому, что шарообразное  облако постепенно сплющивалось  и, наконец, стало похоже на блин. Частички, расположившись в одной плоскости, начали притягивать друг друга, т. к. расстояние между ними уменьшилось. Самые крупные быстро увеличивались в размере и весе.

             Шмидт рассчитал, что в середине  планетной системы должны были возникнуть самые крупные планеты, а ближе к Солнцу и совсем далеко от него – самые мелкие.

             Эта гипотеза была признана  одним из наиболее правдоподобных объяснений образования Солнечной системы и послужила основой для современной космогонической теории.

Однако  вопрос о том, как возникло газопылевое  облако и каким именно образом  газ и пыль превратились в крупные  планетные тела, оставался открытым.

4. Современная версия. 

           Современная теория образования Солнечной системы возникла только во второй половине XX века. Ученые разрабатывали ее теоретически: доступных для изучения объектов, где процесс формирования небесных тел только начинается, наука не знала. Лишь в 90-е гг. астрономы научились наблюдать прежде не известные газопылевые диски, существующие около некоторых звезд, похожих на Солнце. Наличие таких туманностей наглядно подтвердило теоретические выкладки о первичном допланетном газопылевом облаке Солнечной системы 

5. Допланетное облако. 

            Астрономы называют газопылевую туманность, которая дала жизнь планетам, их спутникам, метеорам, астероидам и кометам, протопланетным (или допланетным) облаком. Пути планет, по которым они обращаются вокруг Солнца, лежат в одной плоскости, следовательно, протопланетное облако имело уплощенную, дискообразную форму. Сейчас принята гипотеза, утверждающая, что Солнце и диск возникли в одном вращающемся облаке межзвездного вещества – протосолнечной туманности.

             Современная наука знает о происхождении Солнечной системы многое. Солнце существует 4,65 млрд. лет. Древнейшие из найденных метеоритов образовались одновременно с Солнцем; таков же возраст исследованных образцов лунной коры. На основании этого ученые предложили, что вся Солнечная система, включая центральное светило, возникла одновременно.

            Допланетное облако было огромным. Его размер, по расчетам ученых, немного превышал пределы орбиты самой далекой планеты Солнечной системы – Плутона. 

6. Возникновение допланетных тел. 

             Планеты образовались из твердых тел, возникших в допланетарном облаке в результате конденсации вещества (перехода его из газового состояния в твердое или жидкое). В 1901 году американский ученый Теодор Чемберлен предложил такое название для допланетных тел – планетезимали.

        Первоначальный состав облака не отличался от традиционного, который и ныне свойствен межзвездным туманностям: 99% газа (водород и гелий) и 1% межзвездной пыли. В результате гравитационного коллапса – бурного выпадения газа и пыли на центральную часть облака (протосолнце) – возникали высокие, в десятки тысяч градусов, температуры. Постепенно пылевые частицы испарились полностью. Протопланетное облако стало состоять из газа, интенсивно перемешанного в результате беспорядочного в результате беспорядочного вихревого движения газообразного вещества.

         С окончанием коллапса вихри  исчезали (этот процесс длился  сравнительно недолго – примерно  тысячу лет). «Успокоившийся» газ постепенно охлаждался, и в облаке вновь возникали твердые частички пыли.

         Со временем в облаке газа образовался тонкий пылевой диск, который начал распадаться на отдельные сгущения. Однородное облако расслаивалось.

         В результате взаимных столкновений  происходило слипание отдельных  пылинок и образование планетезималей. Увеличение тела за счет столкновений и слипаний начинало замедляться, как только у растущей планетезимали появлялась способность удерживать своим тяготением встреченные частицы, т. е. при достижении ею километрового размера. «Вычерпывая» окружающее вещество, такие тела служили строительным материалом для формирования планет, их спутников, комет и астероидов.

         Планетезимали, сформировавшиеся  на окраине облака (где была  достаточно низкая температура), возможно, сохранились до настоящего  времени – например, в кометном облаке, куда они могли быть вытеснены гравитационным воздействием больших планет. 

7. Возникновение планет и их спутников.