Анатолий Томилин - Занимательно о космогонии
Лишь последняя особенность, сформулированная П. Лапласом, остается в неприкосновенности: «Орбиты комет имеют большие эксцентриситеты и любые углы наклона к плоскостям планетных орбит». Ее объяснению посвящены специальные гипотезы.
Особенности особенностей. Космогонисты давно ощущали потребность в создании перечня фундаментальных фактов, объяснение которых имело бы значение не только для происхождения одного солнечного семейства, но и для планетных систем любых других звезд. Задача эта сложности невероятной. Ведь пока известна-то всего одна планетная система. И кто может гарантировать, что ее особенности явятся законом для других систем? Тем не менее, в 1948 году голландский астроном Д. Тер Хаар опубликовал один из таких перечней, разделив все известные факты на четыре группы.
В первую входили вопросы, касающиеся закономерностей орбит. Например, почему направления обращений планет и Солнца одинаковы? Почему у орбит планет и их спутников такие малые эксцентриситеты? Наконец, почему плоскости планетных орбит так близко совпадают с экваториальной плоскостью Солнца?
Ко второй группе фактов Д. Тер Хаар отнес закономерности изменения расстояния планет от Солнца. Этим требованием он откликнулся на давние усилия многих астрономов подвести теоретическую базу под любопытный чисто эмпирический закон Тициуса — Боде. Это известное правило гласит, что расстояние от Солнца до любой планеты в астрономических единицах можно приближенно найти по формуле Rn = 0,4 + 0,0752n, где n — порядковый номер планеты.
Третья группа фактов включала в себя вопросы, касающиеся причин деления планет на две группы: планеты земного типа и планеты-гиганты. Почему небесные тела обеих групп так резко отличаются друг от друга?
И наконец, четвертая группа фактов касалась рокового распределения момента количества движения: у планет — 98 процентов, у Солнца — 2 процента.
Не все специалисты согласились со списком Д. Тер Хаара. Советские астрономы В. Фесенков и Б. Крат предложили расширить опубликованный перечень фактов, добавив в него новые пункты.
Однако никакой, даже самый подробный, список не в состоянии перечислить все загадочные особенности, нуждающиеся в объяснении. Начавшаяся запуском искусственного спутника Земли в 1957 году эра исследования космоса с помощью спутников и межпланетных кораблей каждый день приносит новую информацию. Сегодня космогонические гипотезы должны суметь объяснить не только отличие физических особенностей планет земной группы от планет-гигантов, но и объяснить особенности в их движениях. Почему, например, Меркурий и Венера вращаются так медленно, тогда как Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун крутятся чрезвычайно быстро?
Не нашел пока удовлетворительного объяснения и факт обилия астероидов и метеорных тел в пределах солнечной системы. Что это — остатки «строительного мусора» или осколки некогда существовавшей и разлетевшейся на осколки планеты Астероидии? Обе гипотезы имеют своих сторонников и противников.
Рядом стоит и загадка колец Сатурна. Как и в результате каких действий удалось природе создать это уникальное явление?
Впрочем, чтобы отыскать особенности и загадки, не нужно даже особенно напрягать зрение. Уж, кажется, Луна известна всем и каждому. Там побывали даже люди. Но вот что такое Луна — спутник или самостоятельное небесное тело, пока не известно никому. Ведь система Луна — Земля уникальна. Такого относительно крупного спутника нет больше ни у одного из «родственников» Земли. Как же представить себе тайну его происхождения?
Фактов множество. Из них можно, наверное, составить целую книгу, назвав ее в духе прошедшего века — «Загадки и нерешенные вопросы планетной системы» или, наоборот, в современном стиле — «Солнечная система вчера, сегодня, завтра».
Сейчас исследование солнечной системы вступило в новую фазу — фазу непосредственного изучения. Открыты радиационные пояса Земли и неожиданные подробности строения атмосфер Венеры и Марса. Радиоволны принесли на Землю новую информацию о Меркурии и Юпитере. Приборы, установленные на космическом аппарате, позволили уточнить массу Юпитера и подтвердили то, что эта планета излучает примерно в 2,5 раза больше тепловой энергии, чем получает ее от Солнца.
Все это должно быть учтено космогоническими гипотезами. Однако получается, что новая информация пока не столько способствует созданию новых гипотез, сколько разрушает старые. Одну за другой, одну за другой…
Вот, пожалуй, описанию именно этого процесса и будут посвящены следующие разделы планетной космогонии.
Свежие течения космогонии
Гипотезы, гипотезы, гипотезы…
Гипотеза К. Вейцзеккера. 1943 год начался для гитлеровцев рейха весьма несчастливо: «Русские все еще обороняются», — говорили в штабах. Но господа генералы знали, что советские войска не только оборонялись. «Разгромленные», по убеждению фюрера, они окрепли и уже давно колотили «непобедимых» солдат вермахта. Впрочем, к астрономии это имело весьма небольшое отношение, но имело. Имело, потому что уже давно в ставке Гитлера мышиными шажками шмыгали астрологи и прочие «оккультных дел мастера». Уже давно в германской науке заправляли проходимцы в черных мундирах и без мундиров, но с золотыми партийными значками на отворотах. Но одна верность идеям — плохое топливо для локомотива прогресса. И потому гитлеровцы пытались приспособить к «делу» истинных ученых Германии. Приказы рейхсканцелярии запрещали заниматься проблемами, не дающими эффективного выхода в течение полугода. И уж конечно, такие проблемы не находили финансовой поддержки. Но что делать с теоретиками, которым для работы нужен только лист бумаги, карандаш да голова. Бумагу и карандаш у них не отнимешь. В условиях существующей цивилизации эти вещи найдутся всегда. Остается… голова? Но лишних голов было слишком много. Управляться со всеми не успевали.
Карлу Фридриху Вейцзеккеру было в 1943-м тридцать один год. Карл Фридрих не носил сапог с голенищами раструбом, за которые так удобно запихивать магазины к автомату. Карл Фридрих Вейцзеккер был астрономом и использовал свое свободное время на разработку новой космогонической гипотезы. Какой же путь он выбрал? Ведь и небулярная и катастрофическая гипотезы обе достаточно скомпрометировали себя в прошедшие годы!
К. Вейцзеккер не стал выдумывать ничего нового. Он вернулся к взглядам Канта — Лапласа, выступив в поддержку идеи конденсации тел из разреженного тумана. Опять небулярная гипотеза?
Да, небулярная! Но не «опять». Слишком свежи еще упреки в адрес гипотезы Джинса — Джеффриса, чтобы кто-нибудь мог позволить себе рискнуть встать на защиту катастрофической идеи. Другое дело детище Канта и Лапласа. С той поры утекло немало воды. Может быть, новые достижения физики помогут создать правдоподобный механизм для гипотезы конденсации?
И К. Вейцзеккер обращается за помощью к разработанной в самые последние годы теории турбулентности. Этим термином специалисты обозначают явление, которое наблюдается во многих жидкостях и газах. Заключается оно в том, что скорость, температура, давление и, главное, плотность испытывают случайные хаотические отклонения от средних значений — флуктуации. А это значит, что все указанные характеристики могут в однородном сначала облаке меняться с течением времени от точки к точке нерегулярно. Следовательно, в плоском диске первоначальной туманности могли возникнуть отдельные вихри.
В популярном обзоре, который был опубликован после войны в американском астрофизическом журнале за подписями Г. Гамова и Д. Хайнека, говорилось: «…эти вихревые движения аналогичны вращению шариков в подшипнике. Если внешнее кольцо подшипника (вихрь) движется по часовой стрелке, а внутреннее против часовой стрелки, то вращение шариков будет происходить в „прямом“ направлении; как это имеет место у планет».
Принцип действия «механизма» может быть легко усвоен читателем из схемы, принадлежащей вполне авторитетному источнику.
В местах встречи соседних вихрей, это видно на схеме, частицы сталкиваются, слипаются, и постепенно там формируются планеты.
«Планеты росли за счет мелких осколков, сконденсировавшихся тяжелых элементов. Спутники образовались подобным же образом в меньших туманностях, обволакивавших планеты; направление обращения спутников и вращения планет объясняется конвективными токами», — писал К. Вейцзеккер.
Теория турбулентности, по его мнению, должна была объяснять не только отмеченные П. Лапласом особенности солнечной системы, но и распределение планет в пространстве, расположение их орбит и распределение момента количества движения.
