ПРОИСХОЖДЕНИЕ И ВОЗРАСТ ЗЕМЛИ

4. ВОЗНИКНОВЕНИЕ НАУЧНОЙ КОСМОГОНИИ

Акон всемирного тяготения развеял теорию вихрей—

Эту последнюю попытку проникнуть в тайны развития мира сразу, одним могучим взлётом фантазии, вместо того чтобы постигать их медленным и упорным трудом, по крупицам вырывая у природы её секреты. Но этот же самый закон всемирного тяготения стал вместе с тем прочным основанием для построения научной космого­нии, т. е. такой космогонии, в которой картина развития Вселенной выводится из твёрдо установленных законов природы при помощи строгих математических рассужде­ний.

Первая такая попытка была сделана знаменитым фи­лософом Кантом в сочинении, вышедшем в 1755 г. под длинным названием: «Всеобщая естественная история и теория неба или попытка рассмотреть устройство и меха­ническое происхождение всего мироздания на основании ньютоновских законов».

Кант исходил из предположения, что вся материя, образовавшая Солнце и планеты, вначале была равно­мерно распределена в теперешних границах солнечной системы и находилась в беспорядочном, хаотическом движении. Он старался далее показать, что взаимное при­тяжение частичек материи привело в конце концов к обра­зованию большой центральной массы — теперешнего Солн­ца и к круговому движению всего оставшегося вещества вокруг Солнца; это вещество должно было затем, как ду­мает Кант, под влиянием притяжения образовать планеты.

Кант был прав в том отношении, что равномерно рас­пределённая в пространстве материя находится в не­устойчивом состоянии и должна, под действием тяготения, распасться на отдельные части. Но он делал грубую ошибку, когда считал, что из беспорядочного движения час­тиц может возникнуть общее вращательное движение, ибо это противоречит одному из основных законов меха­ники — закону сохранения количества вращения. Количе­ство вращения какой либо массы вычисляется как сумма количеств вращения всех её частиц. Количество враще­ния отдельной частицы, вращающейся по окружности, равно произведению трёх величин: массы частицы, её скорости и радиуса окружности. Количество вращения называется также моментом количества движения. Со­гласно закону сохранения количества вращения, имею­щему первостепенное значение для космогонии, общее количество вращения, присущее любой массе вещества, может измениться лишь при соответствующем внешнем воздействии. Внутренние же силы (в данном случае — силы взаимного притяжения отдельных частичек) изме­нить общее количество вращения не могут. Так как при хаотическом движении частичек общее количество враще­ния равно нулю, то оно навсегда останется равным нулю, и ничего похожего на нашу солнечную систему, имеющую большое количество вращения (благодаря вращению Солнца и обращению вокруг него планет в том же на­правлении, в каком вращается Солнце), получиться не может.

Книга Канта, тогда ещё только начинавшего свою деятельность, не привлекла внимания, и развитая им ги­потеза о происхождении солнечной системы долго оста­валась незамеченной. Ничего о ней не зная, Лаплас, уже прославившийся своими блестящими открытиями в аст­рономии и математике, предложил в 1796 году аналогич­ную, но гораздо более совершенную гипотезу.

Лаплас не придавал, повидимому, своей гипотезе большого значения. Он ограничился тем, что изложил её в седьмом примечании к последней главе популярной книги «Изложение системы мира» и никогда больше не возвращался к рассмотрению этой гипотезы в своих столь многочисленных научных работах. Излагая её, он отметил, что делает это «с тем отсутствием уверенности, которое должно внушать всё, что не вытекает из наблю­дения или вычисления».

Несмотря на такое отношение к ней самого автора, космогоническая гипотеза Лапласа сразу же привлекла внимание как специалистов, так и самых широких кру­гов. В течение всего XIX века в ней склонны были видеть почти окончательное решение вопроса о происхождении солнечной системы, нуждающееся только в исправлении некоторых деталей. Это было обусловлено не только авторитетом Лапласа, но и той блестящей формой, в ко­торой он изложил свою гипотезу: ход его мысли был так ясен и логичен, что и без математических расчётов произ­водил впечатление большой убедительности.

Лаплас ставил себе задачей не раскрытие тайны обра­зования солнечной системы — это получается как побоч­ный продукт рассуждения, — а выяснение причины тех закономерностей, которые мы в ней наблюдаем и которые заключаются в следующем:

1. Почти вся масса солнечной системы сосредоточена В Солнце; на долю всех планет приходится только одна семисотая часть обшей массы.

2. Плоскости орбит всех планет, а также их спутников, почти совпадают между собой и с плоскостью солнеч­ного экватора.

3. Все планеты обращаются вокруг Солнца в одном направлении, а именно в том, в котором Солнце вра­щается вокруг своей оси.

4. Планеты вращаются вокруг своих осей в том же направлении; так же вращаются и спутники вокруг пла­нет.

5. Орбиты планет и спутников очень мало отличаются от окружностей.

6. У одной из планет — Сатурна — существует помимо спутников плоское, очень тонкое, но широкое, кольцо, расположенное в плоскости экватора планеты.

Чтобы объяснить все эти закономерности в строении нашей планетной системы,— которые, очевидно, не мо­гут быть делом случая, — Лаплас предполагал, что наша система представляла некогда обширную газовую туманность, простиравшую­ся за пределы орбиты са­мой далёкой планеты и на­ходившуюся в состоянии Рис. 1. медленного вращения во­круг оси. По мере охлаждения и уплотнения туман­ности скорость её вращения должна всё увеличивать­ся и увеличиваться. Общее количество вращения дол-

I

I »

I I

Жно, как уже было указано выше, оставаться постоян­ным, а потому, по мере уменьшения расстояний частиц от оси вращения, их скорости должны соответственно увеличиваться. Это и приводит к увеличению угловой скорости вращения туманности. Но при увеличении ско­рости вращения туманность будет всё больше и больше сплющиваться (рис. 1) и примет, наконец, чечевице - образную форму (рис. 2). При дальнейшем увеличении
скорости вращения центробежная сила на экваторе ста­нет больше силы притяжения и от туманности оторвётся газообразное кольцо (рис. 3). Процесс будет продол­жаться дальше, и мы получим в конце концов ряд колец, расположенных в плоскости экватора туманности. Затем эти кольца должны разорваться, и отдельные комки мате­

Рии должны слиться в один ком, вращающийся вокруг своей оси и продолжающий двигаться вокруг Солнца по тому пути, вдоль которого раньше располагалось кольцо. Так, по мысли Лапласа, образовались планеты; подобный про­цесс привёл к образованию спутников планет.

Сам Лаплас не дал математического обоснования своей гипотезы. Он не доказал, что частицы вещества, находящиеся на экваторе, действительно смогут образо­вать, при своём отделении, кольцо, а не попросту рас­сеяться в пространстве. Им не был рассмотрен и меха­низм превращения кольца в планету, и многие другие возникающие здесь вопросы. Попытки восполнить все эти пробелы показали, что гипотеза Лапласа едва ли правильно воспроизводит картину образования планет, не только в деталях, но, быть может, и в основных чертах. И несмотря на это, идеи Лапласа не остались бесплод­ными. Напротив, появление его гипотезы можно рассмат­ривать, как зарождение подлинно научной космогонии, так как путь был указан Лапласом правильно. Этот путь заключается в том, чтобы, исходя из твёрдо уста­новленных наукой фактов, делать лишь такие предполо - 18 Жения, справедливость которых может быть исследована при помощи точных расчётов.

Только идя этим, намеченным Лапласом путём, можно всё глубже и глубже проникать в тайны развития мира и расширять знания относительно далёкого прошлого и далёкого будущего.