Космогония – наука, изучающая происхождение и развитие небесных тел, (планет и их спутников, Солнца, звёзд, галактик). Астрономы наблюдают космические тела на различной стадии развития, образовавшиеся недавно и в далёком прошлом, быстро «стареющие» или почти «застывшие» в своём развитии. Сопоставляя многочисленные данные наблюдений с физическими процессами, которые могут происходить при различных условиях в космическом пространстве, учёные пытаются объяснить, как возни кают небесные тела. Единой, завершённой теории образования звёзд, планет или галактик пока не существует.
Проблемы, с которыми столкнулись учёные, трудно разрешимы. Решение вопроса о происхождении Земли и Солнечной системы в целом значительно затрудняется тем, что других подобных систем мы пока не наблюдаем. Нашу солнечную систему не с чем пока ещё сравнивать, хотя системы, подобные ей, должны быть достаточно распространены и их возникновение должно быть не случайным, а закономерным явлением.
В настоящее время при проверке той или иной гипотезы о происхождении Солнечной системы в значительной мере основывается на данных о химическом составе и возрасте пород Земли и других тел Солнечной системы. Наиболее точный метод определения возраста пород состоит в подсчёте отношения количества радиоактивного урана к количеству свинца, находящегося в данной породе. Скорость этого процесса известна точно, и её нельзя изменить никакими способами. Самые древние горные породы имеют возраст несколько миллиардов лет. Земля в целом, очевидно, возникла несколько раньше, чем земная кора.
В середине XVIII века немецкий философ И. Кант предложил свою теорию образования Солнечной системы, основанную на законе всемирного тяготения. Она предполагала возникновение Солнечной системы из облака холодных пылинок, находящихся в беспорядочном хаотическом движении. В 1796 году французский учёный П. Лаплас подробно описал гипотезу образования Солнца и планет из уже вращающейся газовой туманности. Лаплас учёл основные характерные черты Солнечной системы, которые должна была объяснить любая гипотеза о её происхождении. В данный период наиболее разработанной является гипотеза О.Ю. Шмидта, разработанная в середине века.
Современная наука доказала, что примерно 7 миллиардов лет назад люди «висели» в космосе и наблюдали за жизнью одной из газово-пылевых, водородно-гелиевых (с примесью тяжелых элементов) туманностей. Той, которая в будущем даст начало нашей Солнечной системе, Солнцу, Земле и людям. Туманность темна и непрозрачна, как дым. Зловещей невидимкой медленно ползет она на фоне чёрной бездны, и о ее рваных, размытых очертаниях можно только догадываться по тому, как постепенно тускнеют и гаснут за ней далекие звезды.
Туманность, продолжая вращаться все быстрее, сплющивается и из шара превращается в плоский диск. Наступает момент, когда на наружных краях диска центробежная сила уравновешивает, а потом и пересиливает тяготение. Клочья туманности начинают отделяться. Центральная часть её продолжает сжиматься, а от внешнего края продолжают отходить все новые и новые клочья, отдельные газо-пылевые облака.
И вот туманность приобрела совсем другой вид. В середине величаво вращается огромное темное, чуть сплющенное облако, а вокруг него на разных расстояниях плывут по круговым орбитам, расположенным примерно в одной плоскости, оторвавшиеся от него небольшие «облака- спутники». Проследим за центральным облаком. Оно продолжает уплотняться. Но теперь с силой тяготения начинает бороться новая сила газового давления. Ведь в середине облака накапливается все больше частиц вещества.
Они мечутся, все сильнее ударяя друг друга. На языке физиков – в центре повышаются температура и давление. Сначала там становится тепло, потом жарко. Снаружи мы этого не замечаем: облако огромно и непрозрачно. Тепло наружу не выходит. Но вот что-то внутри произошло! Облако перестало сжиматься. Могучая сила возросшего от нагрева газового давления остановила работу тяготения. Резко пахнуло нестерпимым жаром, как из жерла внезапно открывшейся печи!
В глубине черной тучи стали слабо просвечивать рвущиеся наружу клубы тусклого красного пламени. Они всё ближе и ярче. Шар величаво кипит, перемешивая вырвавшийся огонь ядра с черным туманом своих окраин. Испепеляющий жар заставляет нас отпрянуть еще дальне назад. Однако, вырвавшись наружу, горячий газ ослабил противодействие тяготению. Облако снова стало сжиматься. Температура в его центре опять начала расти. Она дошла уже до сотен тысяч градусов!
Температура в центре облака начала расти. Она дошла уже до сотен тысяч градусов! В этих условиях вещество не может быть даже газообразным. Атомы разваливаются на свои части. Вещество переходит в состояние плазмы. Когда её температура поднимется выше десяти миллионов градусов, она как бы «воспламеняется». Удары частиц друг о друга становятся так сильны, что ядра атомов водорода уже не отскакивают друг от друга, как мячики, а врезаются, вдавливаются друг в друга и сливаются друг с другом. Начинается «ядерная реакция».
Из каждых четырех ядер атомов водорода образуется одно ядро гелия. При этом выделяется огромная энергия. Такое вот «ядерное горение» водорода началось и в недрах солнца. Этот «пожар» теперь уже не остановить. «Плазма» разбушевалась. Газовое давление в центре заработало с удесятеренной силой. Плазма рвется наружу, как пар из котла.
Вернемся к спутникам нашего Солнца, к тем обрывкам туманности, которые оторвались от центрального сгустка под действием центробежной силы и начали кружиться вокруг него. Именно здесь создаются условия, способствующие разделению легких и тяжелых частиц туманности. Облака- спутники находятся на очень разных расстояниях от Солнца.
В далеких облаках- спутниках многочисленные молекулы легких газов и редкие легкие пылинки понемногу собираются в огромные рыхлые шары малой плотности. В дальнейшем это планеты группы Юпитера. В облаках-спутниках, близких к Солнцу, тяжелые пылинки слипаются в плотные каменистые комки.
Сотни миллионов лет идёт этот процесс слияния мелких частиц в крупные небесные тела. По мере увеличения своих размеров они становятся все более шарообразными. Растет масса возрастает сила тяжести на их поверхности. Верхние слои давят на внутренние. Выступающие части оказываются грузом более тяжелым и постепенно погружаются в толщу нижележащих масс, раздвигая их под собой. В результате вблизи Солнца образуются несколько сравнительно небольших по размеру, но очень плотных, состоящих из очень тяжелого материала, планет земной группы. Среди них Земля.
Внутри планеты, в смеси с другими оказываются зажатыми, «запертыми» радиоактивные вещества, которые непрерывно выделяют тепло. Тепло накапливается. От этого радиоактивного разогрева начинается размягчение всей толщи планеты. В размягченном виде вещества, в свое время хаотично, бессистемно слепившие её, начинают теперь распределятся по весу. Тяжелые постепенно опускаются к центру, а легкие всплывают все ближе к поверхности.
Постепенно планета приобретает строение, подобное Земле, — в центре, сжатой чудовищным весом навалившихся сверху слоев, тяжелое ядро. Оно окружено «мантией» толстым слоем вещества полегче весом. И наконец, снаружи совсем тонкая, толщиной всего в несколько десятков километров, «кора», состоящая из наиболее легких горных пород.
Космогонические представления индейцев Месоамерики
Вертикаль картины мира была представлена в мифологии индейских народов числами 13 и 9. 13 небес – последовательно от неба Луны, звезд, Солнца, Венеры, комет, черного (или зеленого) ночного, голубого (дневного) до неба бурь, белого, желтого, красного и неба гермафродита Ометеотля. Временные отрезки также ассоциировались с 13-ю. Так «неделя» состояла из 13 дней. Подземный мир, Миктлан, был представлен 9 уровнями. Путь туда длился, по представлениям индейцев, 4 дня и изобиловал препятствиями в виде двух грозящих раздавить гор, змеи, крокодила, 8 пустынь, 8 гор, морозного ветра, мечущего камни и обсидиановые лезвия. Последнее же препятствие – широкая река, которую надо пересечь на спине маленькой красной собаки. Правителю подземного мира Миктлантекутли, изображавшемуся в виде скелета или человека с черепом вместо головы, сопровождающемуся летучей мышью, пауком и совой, – следовало поднести дары и затем уже получить свое место в одном из 9 преисподних. В Миктлан попадали все, за исключением воинов, утопленников и женщин, умерших от родов. Вертикаль соединялась стоящим в центре мировым древом.
Горизонталь была представлена 4 сыновьями верховного бога. Каждый из них ассоциировался с определенным цветом – красным (восток), черным (запад), белым (север) и желтым (юг) и управлял своим годом из четырехгодичного цикла. Кроме этого, со сторонами света были связаны и боги дождя (чаки), боги ветра (павахтуны), боги-держатели неба (бакабы) и боги охоты, воинского культа, смерти и подземного мира (ягуары). Центр, скрепляющий горизонталь, был местом бога огня Шиукекутли, изображавшегося в виде старика с разветвленным носом.
Каждая из сторон света отождествлялась с определенным значением. Так, Восток представлялся страной изобилия, Запад имел благоприятное значение и ассоциировался с домом планеты Венеры – воплощением Кецалькоатля, Юг был местом бога сева, но расценивался как область зла, а Север был местом бога смерти Миктлантекутли.
К космогоническим мифам относится представление о происхождении первой пары богов, породившей 4 сыновей, ассоциировавшихся со сторонами света, в их число входили Кецалькоатль и Тескатлипока. Они принесли с небес богиню земли Тлальтекутли, которая состояла из голов и ртов, которыми кусалась, как дикий зверь. Из нее сделали землю, из волос – растительность, из глаз – колодцы и источники, из рта – реки и пещеры, из носа – долины, из плеч – горы. Через 600 лет были созданы огонь и половина Солнца, потом – первая человеческая пара, причем мужчина должен был пахать, а женщина – ткать и прясть. Боги увидели, что половины Солнца недостаточно, и сам Тескатлипока стал первым Солнцем. Потом были созданы гиганты.
Антропогонических мифов несколько. Главные из них рассказывают, что сначала боги сотворили людей из глины, но творение расплывалось, не могло двигаться, и разъяренные боги сами уничтожили их.
Далее были созданы люди из дерева, но они оказались непочтительными и непослушными. Боги вызвали потоп, многие люди погибли, а выжившие превратились в обезьян.
Следующий миф рассказывает о создании людей из кукурузы (маиса): было создано 4 человека, но они оказались слишком разумными, что не понравилось самим богам. Они навели на людей туман, чтобы многое в мире им стало непонятным, а во время их сна смастерили им 4 подруг. От этих пар пошли все племена в мире.
Еще один антропогонический миф связан с богом Кецалькоатлем, который спустился в царство мертвых Миктлан и принес дары богу смерти за позволение взять кости умерших. Но бог смерти был очень капризен, и только Кецалькоатль с костями удалился, тот пустил за ним в погоню перепела. Кецалькоатль испугался, споткнулся, рассыпал и поломал кости. Так что, когда он выскочил на землю, кости оказались разного размера. Он окропил их своей кровью, и из костей большего размера получился мужчина, а из костей меньшего размера – женщина.
Об этиологических мифах можно судить по изображению богов на рельефах изваяний, сосудов, мелкой пластике. Все они повествуют о родстве человеческого и животного мира и сочетают антропоморфные черты с офиоморфными (в виде змеи) или териоморфными (в виде орла или ягуара).
Эсхатологические мифы связаны с представлением о категории Времени и катастрофах в конце каждого цикла (эры).
Так, представлялось, что Вселенная была создана Кецалькоатлем и Тескатлипокой и прошла 4 этапа развития.
Первая эра – «Четыре ягуар», главным божеством Солнца был Тескатлипока – бог ночи, колдунов и жрецов. Эра закончилась истреблением ягуарами племени гигантов, населявших тогда землю.
Вторая эра – «Четыре ветер», богом Солнца стал Кецалькоатль – бог утренней звезды Венеры, бог ветра, науки. Эра закончилась ураганами и превращением людей в обезьян.
Третья эра – «Четыре дождь», богом Солнца стал Тлалок – бог дождя и грома, всех съедобных растений. Эра закончилась всемирным пожаром.
Четвертая эра – «Четыре вода», богом Солнца стала богиня Чальчиутликуэ – богиня вод. Эта эра также закончилась катастрофой, как и другие. На сей раз это был Всемирный потоп.
И, наконец, современная эра – «Четыре землетрясение», богом Солнца стал Тонатиу, сам бог Солнца. По представлениям индейцев, наша эра должна закончиться страшными катаклизмами.
Но не только представления о больших временных периодах, но и о меньших циклах были связаны с эсхатологическими воззрениями. Так, считалось, что каждые 52 года Вселенная подвергается опасности уничтожения, поэтому окончание цикла (13 раз по 4 года) и начало нового сопровождалось у индейцев, в особенности – ацтеков, особыми же кровавыми обрядами.
Основа этих обрядов – предотвращение всемирной катастрофы, гибели богов, и прежде всего бога Солнца. Смысл их заключается в том, что боги нуждаются в «подпитке» – человеческими жертвами, кровью воинов.
Так, к примеру, каждый год избирался молодой красивый юноша, который должен был быть принесен в жертву богу Солнца. Сам он весь год являлся имперсонатором бога Солнца, все желания его исполнялись, 4 женщины должны были от него забеременеть. В определенный срок жертвоприношения юноша поднимался по ступеням храма, где на самом верху у живой жертвы вынималось из груди сердце.
Человеческие жертвы были строго регламентированы: во время затмений приносили в жертву карликов, весной – «богиню с косами», т. е. юную девушку, а в засушливую весну – мужчину, в которого, дабы он истек кровью, кидали дротики.
Культ бога весны Шипе-Тотеку, само имя которого означает «наш вождь ободранный», также был связан с человеческими жертвоприношениями. Об этом свидетельствуют его многочисленные изображения в куртке из содранной человеческой кожи, зашнурованной на спине. От локтей у него свисают руки жертвы с растопыренными пальцами, на лице маска из человеческой кожи, об этом говорит наличие вторых губ. На голове у него – шапка из ласточкиных хвостов, в руках – жезл с погремушкой. На праздники Шипе-Тотека жрецы культа облачались в кожу жертв, танцевали вместе с воинами. Эти кровавые пляски в честь урожая сопровождались опьяняющим напитком октли из сока агавы.
Естественно, все обряды исполнялись в особом ритуальном месте, в Теокале. Это храм, представляющий собой искусственную гору, символ мировой Вертикали, Центра, все детали которого соотносятся со строительными элементами Космоса – с числами 3, 4, 7, 10, 12. Поэтому такой храм является не только алтарем для жертвоприношений, но – местом для тайного откровения, общения с богами. Об этом следует помнить, рассматривая представленные в зале Этнологического музея модели пирамид Эль Таджин и Тенаики. Каждая ступень такого храма соответствует определенному небесному уровню, поэтому восхождение по ним ассоциируется с экстатическим путешествием к Центру Мира. Опьянение, способствующее мистическому экстазу, помогает освобождению от действия законов уровней профанного пространства и вступлению в сферу трансцендентности (илл. 33).
Культура Месоамерики, как видно, была наиболее развитой и сложной. Что же касается индейцев Северной Америки, то в связи с кочевым образом жизни, постоянной миграцией племен, принадлежащих к разным языковым семьям, здесь развились только, в основном, анимистические представления – о духах, соотносящихся с различными явлениями природы, животными, растениями и птицами. Есть примитивные представления о космогонии – о холме со стеблем травы, поднявшемся из вод, или о животных (бобер, ондатра, черепаха, выдра), доставших со дна реки землю и положивших ее на черепаху. В образе демиурга здесь выступает зооморфный герой – ворон, норка, сойка, койот, паук или кролик, который похищает огонь у богов, изобретает ремесла, борется с чудовищами, учит изготовлять священные маски (ложные лица), применяющиеся при лечении болезни. Антропогонических представлений много. По одним из них, люди были созданы мыслью зооморфного демиурга, по другим – произошли от матери-Кукурузы и отца-Неба, по третьим – спустились с неба через полый древесный ствол.
На значительной территории сегодняшних государств Южной Америки – Перу, Эквадора, Чили, Боливии, Колумбии, Аргентины – приблизительно в X – нач. XVI в. находился союз племен кечуа, т. н. империя инков.
Илл. 33. Майя. Приношение в жертву. Стела
Об инкской картине мира известно, что она, согласно рельефам на ритуальных предметах, представляла собой 3 мира, т. е. 3 сферы Вертикали, олицетворяющих мир богов, мир людей и подземный мир. Между этими уровнями изображались 2 змеи, одна – вытягивающаяся вверх и становящаяся Мировым древом, другая – рекой Укаями и молнией.
У инков также существовали представления о 4 поколениях – эрах.
Первая эра – «древние люди». Они жили в пещерах, очистили землю от змей, хищников, карликов и дикарей, начали возделывать землю.
Вторая эра – тоже «древние люди», они носили одежду из шкур, поклонялись богу, имеющему 3 лица (олицетворение грома и молнии), проводили каналы и строили дома.
Третья эра – «дикие люди». Они умели ткать, жили в каменных домах, размножились, как морской песок. Всех их уничтожил потоп.
Четвертая эра – «воины». Они забросили земли предков, селились в крепостях, в скалах. Своих покойников хоронили в склепах вместе с едой и умерщвленными женщинами.
Как видно, культура инков – не такая кровавая, как ацтекская. Но и она предполагала жертвоприношения. Последние были связаны не с культом Солнца, но с культом воды и предков. Ритуальными местами были храмовые водоемы. Жертвы были бескровные – такие как кока или маис, – и кровавые. В числе их было жертвоприношение детей, не достигших 10 лет, и животных – лам и морских свинок.
Все сказанное поможет правильно оценить представленные в Далем-Дорфе керамические и каменные изображения тотемов, сосуды в животном стиле, ритуальные украшения и другие объекты культуры древней и современной индейской культуры.
А теперь, вздохнув с облегчением от того, что времена жестоковыйных ацтеков и инков прошли, направимся вниз, путешествовать по залам, представляющим культуры, где представления о темном и светлом, верхе и низе, добре и зле, жизни и смерти – не противостоят, но гармонично друг друга взаимодополняют, и символ гармонии взаимоисключающих начал – сплетающиеся и перетекающие друг в друга инь и ян – является символом философии мировосприятия всех стран Дальневосточного региона.
Данный текст является ознакомительным фрагментом.
Читать книгу целиком на Litres.ru
Исследование земных пород радиоактивными методами показало, например, что возраст Земли составляет несколько миллиардов лет. Такую же давность имеют метеориты и образцы лунных пород. Окаменелые останки животных, обнаруженные в различных геологических отложениях, рассказали об эволюции жизни па Земле — медленной смене растительного и животного мира. Да и сама Земля в течение своей долгой геологической истории претерпела колоссальные изменения. Еще М. В. Ломоносов писал: «…твердо помнить должно, что все видимые телесные на Земле вещи и весь мир не в таком состоянии были с начала от созидания, как ныне находим».
Развитие астрономии и других естественных наук послужило оспиной для создания научных космогонических гипотез. Что же такое космогония и космогонические гипотезы?
Слово «космогония» происходит от греческого «космос», что означает Мир, Вселенная. Космогония — это наука, которая изучает происхождение и развитие небесных тел, и частности нашей Солнечной системы.
В вопросе происхождения Солнечной системы еще много неясного. Поэтому для объяснения недостаточно изученных явлений обычно выдвигают то или иное научное предположение, или гипотезу. Следовательно, космогоническая гипотеза — это научное предположение о происхождении и развитии небесных тел.
Знакомясь с устройством Солнечной системы, мы могли уже убедиться в том, что она не является случайным собранием небесных тел. Напротив, в ее строении усматривается целый ряд определенных закономерностей.
1. Все большие планеты движутся вокруг Солнца по орбитам, близким к круговым.
2. Орбиты больших планет лежат почти в одной плоскости, практически совпадающем с плоскостью солнечного экватора.
3. Все вез исключения планеты обращаются вокруг Солнца в одном и том же направлении — противоположном вращению часовой стрелки (если Солнечную систему наблюдать со стороны ее северного полюса). В эту же сторону вращается и Солнце вокруг своей оси.
Общее направление движения такого большого числа небесных тел (одних малых планет — сотни тысяч!) указывает на то, что вес они некогда были приведены в упорядоченное движение каким-то единым космическим механизмом.
4. Кроме того, Солнце и шесть больших планет — Меркурий, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн и Нептун — вращаются вокруг своей оси в направлении орбитального движения, то есть с запада на восток. Исключением из этой закономерности являются Венера, Уран и Плутон. Они вращаются вокруг оси в обратном направлении — с востока па запад.
5. Спутники планет движутся в плоскостях, близких к плоскостям планетных экваторов.
Отмеченные закономерности свидетельствуют о том, что Солнечная система действительно единая семья. На это указывает также связь между физическими свойствами больших планет и их расположением в порядке удаления от центрального светила. Ближайшие к Солнцу образуют группу земноподобных планет (Меркурий, Венера, Земля и Марс), а далекие от Солнца — группу планет-гигантов (Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун).
Особняком стоит далекий Плутон. По своим физическим характеристикам и составу он похож на крупные спутники планет-гигантов. Возможно, что в прошлом Плутон был спутником Нептуна. Таким образом, есть все основания предполагать, что тела Солнечной системы образовались в результате какого-то единого процесса. Иначе невозможно объяснить, почему они подчиняются общим закономерностям. И любая гипотеза, раскрывающая происхождение Солнечной системы, лишь тогда может стать настоящей теорией, если она только объясняет современное состояние Солнечной системы, но и может прогнозировать ее эволюцию.
Одна из первых попыток научного объяснения происхождения небесных тел принадлежит известному немецкому философу Иммануилу Канту (1724—1804).
В 1755 году была напечатана его книга «Всеобщая естественная история и теория неба». В ней Кант образно сказал: «Дайте мне материю, и я покажу вам, как из нее должен образоваться мир». Подобно древним грекам, он считал, что первоначальным состоянием мира был хаос, когда пространство Вселенной было заполнено холодными пылевыми частицами. По вследствие притяжения, действовавшего между ними, хаос распался на отдельные сгущения. В течение долгого времени сгущения росли и уплотнялись. Из более крупного (центрального) сгущения образовалось Солнце, а из других, малых сгущений, — планеты и их спутники.
Знаменитый французский астроном и математик Пьер Симон Лаплас (1749—1827) ничего не знал о гипотезе своего современника Канта: космогонические идеи немецкого философа еще не успели проникнуть во Францию. Создавая собственную гипотезу, Лаплас учел основные особенности строения Солнечной системы и, опираясь на известные ему факты, описал процесс образования Солнечной системы из вращающейся раскаленной газовой туманности.
Анализируя основные закономерности движения планет, академик О.Ю. Шмидт (1891 — 1956) пришел к заключению, что выводы Канта и Лапласа об образовании планет из рассеянного вещества в своей основе были верны. Только сам процесс формирования планет был представлен неправильно. Каким же представляется он автору новой гипотезы?
Сейчас большинство космологов придерживается взгляда о совместном образовании Солнца и планет из одного и того же газопылевого облака.
Неоценимую услугу в этом вопросе оказывают ученым метеориты. Ведь метеоритное вещество мало изменилось с тех пор, как около 4,5 млрд лет назад оно участвовало в образовании тел астероидных размеров. В последние годы выяснилось, что метеоритное вещество хранит в зашифрованном виде «запись» даже тех событий, которые предшествовали началу эволюции допланетного облака.
Итак, исходным материалом для формирования планет явилось допланетное облако. В гипотезе Шмидта это облако не пылевое и не газовое, а газопылевое, что существенно меняет процесс его развития. Поначалу частицы газа и пыли, составлявшие облако, обладали хаотическими движениями и поэтому часто сталкивались между собой.
В рамках планетной космогонии Шмидта прекрасное объяснение получило четкое разделение больших планет на две группы по своим физико-химическим особенностям. Вначале газопылевое облако было однородно и, подобно Солнцу, состояло в основном из водорода и гелия. К этим двум газам в небольшом количестве были подмешаны другие химические элементы. Твердое вещество в виде пылинок составляло около 1 % первоначальной массы допланетного облака.
Па первом этапе эволюции облака, когда пылевые частицы собрались в плоский непрозрачный диск, солнечные лучи не могли прогреть всю его толщу одинаково. В зоне современной орбиты Плутона температура внутри диска была ненамного выше абсолютного пуля. В зоне орбиты Земли она была близка к О °С. А части диска, расположенные около Солнца, сильно нагревались его лучами, и из пылинок выделялись газы.
Наиболее легкие, особенно водород и гелий, рассеивались в пространстве, а также под действием давления света и мощных корпускулярных потоков (солнечного ветра) устремлялись в холодную зону. Там газы обильно намерзали на пылевых частицах и быстро их укрупняли. С течением времени и прогреваемой зоне остались лишь частицы тугоплавких силикатов и металлов. Из этих тяжелых веществ и образовались сравнительно небольшие планеты: земной группы.
А вдали от Солнца, где в изобилии скопился водород и другие летучие вещества, возникли планеты-гиганты с малой средней плотностью. Так произошло разделение планет па две группы.
Такова в общих чертах картина образования планет и их спутников по гипотезе академика О. Ю. Шмидта, дополненной результатами новейших исследований.
Современные космогонические гипотезы включают в себя такие важнейшие научные проблемы, как происхождение самой туманности, послужившем исходным «строительным материалом» для формирования небесных тел Солнечной системы.
Радиоастрономические наблюдения свидетельствуют о том, что примерно в половине межзвездных газопылевых облаков водород связан в молекулы, поэтому такие облака принято называть молекулярно-пылевыми. На протяжении всего своего существования они «питаются» веществом, истекающим из соседних звезд.
Большую роль в эволюции молекулярно-пылевых облаков играют взрывающиеся поблизости сверхновые звезды. Мощная ударная волна, порожденная взрывом массивной сверхновой, вызывает стремительное сжатие облака и превращение его в туманность. Подобного рода история произошла, видимо, и с родительским облаком Солнечной системы. Об этом свидетельствуют обнаруженные аномалии изотопного состава метеоритного вещества — углистых хондритов. Такие отклонения можно объяснить инжекцией (впрыскиванием) вещества взорвавшейся звезды в туманность. Измерив в метеоритах содержание радиоактивных ядер и продуктов их распада, ученые пришли к выводу, что в окрестностях протосолпечной туманности сверхновые взрывались три раза: более чем за 5, примерно за 5 и за 2 млрд лет до начала формирования Солнечной системы. Это имело исключительно важную, можно сказать, принципиальную роль для качественного развития нашей планетной системы.
Дело в том, что в звездах так называемого первого поколения, сформировавшихся из водорода и гелия (первичного газа Вселенной), в результате термоядерных реакций образовались химические элементы от углерода до железа включительно. А вот более тяжелые элементы появились благодаря взрывным процессам новых и сверхновых звезд. Эти элементы выбрасывали в межзвездную среду вспышки сверхновых. Поэтому Солнце (звезда второго поколения) и наша планетная система (особенно планеты земной группы!) впитали в себя тяжелые элементы, которые синтезировались при вспышечных процессах. И так уж получилось, что тяжелые элементы стали непременной составной, частью человеческого организма, правда в самых небольших количествах. Как сказал один ученый: «…каждый из нас и все мы воистину в действительности являемся малой частью звездной пыли!» Если бы не было звезд, не было бы ни растений, пи животных, ни человека.
Самым уязвимым местом в гипотезе О. Ю. Шмидта является все та же проблема с распределением момента количества движения между Солнцем и планетами. Чтобы решить ее, Шмидт делает искусственное предположение о захвате Солнцем межзвездного газопылевого облака, уже обладавшего необходимым моментом. Хотя такой захват возможен, но вероятность его очень мала.
Объяснение происхождения и динамики объектов Солнечной системы — одна из главных задач космогонии. Смотреть картинку в полном размере.
Космогония — физическая наука, которая занимается изучением причин происхождения и процессов зарождения различных космических объектов и систем, из которых они состоят. В переводе с греческого языка «космос» означает мир, Вселенная, а «гони» — порождение.
Несмотря на нынешнее положение современной инженерии и науки в целом, ее технических возможностей недостаточно для определения действительных причин происхождения и развития различных небесных тел и систем, в том числе и Солнечной системы. Поэтому в космогонии имеют место так называемые гипотезы — научные предположения.
В отличие от космогонии, цель космологии — объяснить наблюдаемые процессы и структуру Вселенной, а также изучить ее эволюцию в целом.
Результаты наблюдений
Телескопы — главные инструменты наблюдения за космическими объектами. На фото — телескоп на острове Ла-Пальма, Канарские острова.
Основная задача космогонических гипотез – объяснение однообразного движения и состава небесных тел. В силу наших ограниченных возможностей наблюдения космических объектов, ученые применяют свои гипотезы, прежде всего, к Солнечной системе. За относительно короткое время наблюдения за Солнечной системой был собран внушительный объем данных, которого достаточно, чтобы проследить в нашей системе ряд закономерностей. Последние говорят о том, что космические объекты, принадлежащие нашей планетарной системе, действительно образуют некую систему, а не являются лишь набором ничем не связанных тел.
- В первую очередь, Солнечная система связана гравитационной силой, о чем говорит вращение всех планет системы вокруг Солнца.
- Орбиты большинства планет нашей планетарной системы лежат почти в одной плоскости, которая к тому же проходит практически через экватор Солнца.
- Все объекты данной планетарной системы перемещаются вокруг ее сердцевины в одном направлении (против часовой стрелки, с точки зрения северного полюса), в т.ч. и карликовые. Из этого следует физическое предположение о том, что все объекты нашей планетарной системы были некогда приведены в движение единым механизмом.
- Подавляющая часть планет вращается вокруг своей оси в направлении орбитального движения. Что можно отметить как еще один признак единого механизма происхождения.
- У каждой планеты, кроме Меркурия и Венеры, есть один или несколько спутников, которые располагаются близко к плоскостям экваторов этих планет.
- Расположение планет в нашей планетарной системе также имеет свои особенности: ближе к светилу расположены планеты земной группы, дальше – газовые. У внешнего края системы находится пояс Койпера, который состоит из таких малых тел как кометы или астероиды, а также четырех карликовых планет.
Все вышеперечисленные закономерности указывают на то, что Солнечная система – это определенная космическая единица, которая возникла как следствие некоего единого процесса, вопросом которого и занимается космогония.
Основные космогонические гипотезы
Титульный лист «Всеобщей естественной истории и теории неба». Первое издание, 1755 год.
Первой так называемой космогонической гипотезой является труд выдающегося философа Иммануила Канта, а именно — книга «Всеобщая естественная история и теория неба», вышедшая в свет в 1755 году. Согласно его предположению, наша планетарная система возникла из некой туманности – хаотично расположенных отдельных частиц. Постепенно, за счет гравитации, эти частицы скапливались в различных местах, образуя тем самым некие точки сгущения материи. Некоторые из частиц, которые не падали к центрам этих точек, получали боковое движение, в результате которого сгусток материи туманности обретал вращательное движение. Из-за последнего процесса туманность сдавливалась с двух сторон, приобретая форму, близкую к плоскости. Из упомянутых сгустков материи было образовано центральное тело, сердцевина системы – Солнце, а также все другие космические объекты нашей планетарной системы. Именно Иммануилу Канту принадлежит известное выражение: «Дайте мне материю, и я покажу вам, как из нее должен образоваться мир».
Следующим мыслителем, который намеревался описать процесс зарождения Солнечной системы стал Пьер-Симон Лаплас в начале XIX века. В то время до французского физика и астронома труды Канта не дошли, и его гипотеза была результатом собственного анализа и математических расчетов. Спустя столетие его гипотеза была дополнена Отто Юльевичем Шмидтом.
Образование Солнечной системы по Лапласу
Согласно Лапласу и Шмидту, туманность, из которой образовалась наша планетарная система – это огромных размеров раскаленная атмосфера Солнца. Равномерное же вращение Солнца и его атмосферы существовало всегда. Далее в результате постепенного сжатия атмосферы вращение данной системы ускоряется. Большинство материи атмосферы «падает» на Солнце, но значительная ее часть не имеет достаточной скорости, чтобы отделиться от общей массы, и скачками вырывается обратно в плоскости экватора. Эта часть материи начинает образовывать туманные вращающиеся кольца, которые впоследствии станут планетами. Однако, в случае такого формирования вращение планет вокруг своей оси должно быть обратным существующему. Гипотеза объясняет изменение направления вращения приливами от вращающегося Солнца. Приливы, сталкиваясь с планетами, замедляли их вращение, после чего меняли его в обратном направлении. Аналогично образовываются и спутники вокруг каждой из планет.
Гипотеза Лапласа-Шмидта имеет несколько важных недостатков:
- Туманное облако, формирующее нашу планетную систему, имело недостаточную плотность для осуществления равномерного вращения.
- Материя не обязана отрываться от Солнца скачками и в области экватора.
- Согласно физическим законам вращающиеся туманные кольца вероятнее всего рассеются, при этом возможно сформируют ряд малых тел, вроде астероидов, но не планеты.
Особенность работы Шмидта заключается в том, что он намеревался определить первичный состав туманности и последующие его распределения. Так, туманность, по его предположению, являлось не газовым или пылевым, а газопылевым облаком, в основном, состоящем из водорода и гелия, а также сотой доли примесей иных химических элементов. Далее близлежащие к Солнцу пылинки нагревались и выделяли газ, который под действием давления света и потоков солнечного ветра удалялся от центра планетарной системы и накапливался на дальних пылинках. Вблизи же Солнца остались наиболее тяжелые пылинки. Таким образом, вещество распределилось в диске Солнечной системе и образовало две планетарные группы: земную и газовых гигантов.
Солнечная система во время планетообразования в представлении художника
Дальнейшие исследования
Помимо трех вышеперечисленных космогонических гипотез рядом ученых было выдвинуто несколько иных, которые оказались менее состоятельными, и, в лучшем случае несколько дополняли упомянутые модели. Так теория пылевых колец считается применимой лишь к поясу астероидов, а планеты и их спутники вероятнее всего являются продуктом отделения некоего клуба материи от общей массы. Если масса клуба была относительно невелика, то он разрывался близлежащим массивным телом, как случилось и с кольцом Сатурна.
При помощи современных технологий ученым удалось добыть значительно больше информации о Солнечной системе, чем имелось два века назад. В 50-х годах прошлого столетия научным сообществом было признано, что планеты сформировались из холодной газо-пылевой среды, как и утверждал в своих работах Отто Шмидт. Также, опираясь на проведенные наблюдения, было выявлено, что около половины туманностей, схожих с той, из которой сформировалась Солнечная система, состоят не из отдельных атомов водорода, а из целых молекул.
Сверхновая, вспыхнувшая в 1604 году.
Позже, в результате анализа метеоритного вещества, стало известно, что в возникновении и развитии молекулярно-пылевых облаков значительную роль играют взрывы сверхновых. Благодаря ударной волне такого взрыва и выбросу некоторой массы вещества звезды облако стремительно сжимается в туманность. Последующие измерения метеоритного состава дали ученым основания полагать о существования трех взрывов сверхновых около нашей туманности, которые произошли примерно два, пять и более пяти миллиардов лет до начала момента образования нашей планетарной системы.
Так как состав облака, из которого образовалась Солнечная система, включает и различные тяжелые элементы, то вероятнее всего на его формирование напрямую повлияли взрывы сверхновых. Согласно существующей модели Вселенной, ее первичная материя состояла лишь из водорода и гелия. Иные же элементы синтезировались в звездах так называемого первого поколения, также изначально состоящих из водорода и гелия. Впоследствии взрыв сверхновых выбрасывал «новые» более тяжелые элементы в космическое пространство, которые и вошли в состав протосолнечной туманности. Из этих же элементов состоят планеты земной группы, в том числе и сама Земля. Они же в некоторой доле присутствуют и в нашем организме.
По этому поводу современный американский астрофизик и космолог Лоуренс Краусс сказал: «…мы все сделаны из звездной пыли. Вас бы здесь не было, если бы звезды не взорвались».