Космогоническая гипотеза Космогонические гипотезы Происхождение планет Гипотеза Канта Гипотеза Лапласа-Роша Гипотеза Фая

Еще одна гипотеза возникновения планетной системы

В данной статье изложена моя теория возникновения планет Солнечной Системы. Я её опубликовал в своей книге Мы во Вселенной одни. Но там она теряется в общем изложении материала. Здесь она кратко изложена. Поскольку решение проблемы генезиса планет является крупной научной и мировоззренческой проблемой, я имею наглость заявить, что к решению этой проблемы я сделал крупный шаг. Конечно, ещё немало вопросов частного характера предстоит решить. Но даже гений не сможет ответить на все вопросы. Тем не менее, надеюсь, уважаемый читатель, что именно Вам это удастся.

Сама по себе планетная система Солнца изучена очень хорошо. И не только методами наблюдательной астрономии, но и прямыми исследованиями с помощью межпланетных автоматических станций. Но что касается того, как она возникла, единого мнения нет до сих пор. На протяжении последних триста лет, начиная от Рене Декарта (1596 - 1650), было высказано несколько десятков космогонических гипотез, в которых рассмотрены самые разнообразные варианты ранней истории Солнечной системы. Теория, рассматривающая происхождение планетной системы, должна объяснить следующее:

1) почему орбиты всех планет лежат практически в плоскости солнечного экватора;

2) почему планеты движутся по орбитам, близким к круговым;

3) почему направление обращения вокруг Солнца одинаково для всех планет и совпадает с направлением вращения Солнца и собственным вращением планет вокруг своих осей;

4) почему 99,8% массы Солнечной системы находятся на Солнце, и лишь 0,2% на планетах, тогда как планеты обладают 98% момента количества движения всей Cолнечной системы;

5) почему планеты делятся на две группы, резко различающиеся между собой средней плотностью;

6) почему вещество планет обладает таким большим относительным количеством химических элементов от железа и более тяжёлых, включая и уран;

7) почему до сих пор надёжно не обнаружены планетные системы у других звёзд?

Чаще всего приводятся три гипотезы:

1) планеты образуются из того же газопылевого облака, что и Солнце (Кант),
2) это облако было захвачено Солнцем при его обращении вокруг центра Галактики (О.Ю.Шмидт), и 3) оно отделилось от Солнца в процессе его эволюции (Лаплас,Джинс и др.). Однако ни одна из этих гипотез на все вышеприведенные вопросы не отвечает.

Как известно, порядка 30% звёзд входят в кратные системы, чаще всего в двойные. Можно допустить, что 7 миллиардов лет назад сформировалась двойная звёздная система, где меньшей звездой было Солнце. Другая звезда была значительно больше, поэтому она быстро прошла свой путь эволюционного развития и взорвалась, вспыхнув сверхновой звездой и оставив вместо себя нейтронную звезду. Затем эта нейтронная звезда почему-то разрушилась. Единственной причиной её разрушения было столкновение с достаточно плотным объектом, которым вряд ли было другое тело, кроме как белый карлик – железная звезда. Белый карлик проходил настолько близко мимо системы Солнце – нейтронная звезда, что был захвачен их гравитационным полем. При этом, в процессе их взаимного вращения, нейтронная звезда и белый карлик настолько сблизились, что или столкнулись, или гравитационное поле нейтронной звезды настолько деформировалось, что она потеряла устойчивость. Последовал грандиозный взрыв. Разрушились и нейтронная звезда, и белый карлик. Часть его короны Солнца была сорвана. Продукты взрыва приобрели такие скорости, что 99 процентов их покинули окрестности Солнца. И только около одного процента центральной области взрыва осталось в области гравитационного влияния Солнца, образовав диск обломков разной величины и газа. Далее, под действием солнечного ветра газовая составляющая была оттеснена на периферию диска.

Обломки сначала двигались по разным эллиптическим орбитам. Но, сталкиваясь и объединяясь с другими обломками, стали приобретать орбиты всё более близкие к круговым. А объединяясь, обломки стали формировать планеты. Далее по гипотезе Шмидта. В конечном счёте, сформировались планеты. Причем, более дальние образовались конденсацией водорода и его соединений метана и азота на твёрдых небольших периферийных планетах.

Такая гипотеза отвечает на все вопросы, поставленные выше. В том числе и на вопрос об аномально высоком содержании тяжёлых элементов в веществе планет. Действительно, белый карлик состоит в основном из железа. И мы имеем много железа в недрах планет. Нейтронная же звезда, разрушаясь, порождала весь спектр элементов таблицы Менделеева, в том числе и уран. Эта гипотеза объясняет и происхождение метеоритов а также комет. Известно, например, что метеориты представлены двумя основными видами – железные метеориты (5,7%), каменные хондриты (85,7%) и каменные ахондриты (7,1%). Причём железные метеориты имеют кристаллическую структуру, которая может сформироваться в недрах объекта радиусом 100-200 км. То есть быть крупными астероидами. Такими же размерами обладали и объекты, из которых образовались и каменные хондриты. То есть они образовались из тел, которые в свою очередь образовались из остатков белого карлика и нейтронной звезды.

Такая катастрофа, как описанная выше, исключительно редкое явление. По крайней мере, можно понять, почему планетные системы так редко встречаются, что до настоящего времени они ещё надёжно не обнаружены.
Эта гипотеза изложена на сайте http://grigam.16mb.com/vselen/i3.htm

Теперь некоторые дополнительные соображения. Они изложены в книге "Великий круг":

Описанная гипотеза возникновения планетной системы за счёт столкновения нейтронной звезды и белого карлика разработана мной. Я поместил её в Википедии на странице «Космогонические гипотезы». Но кому-то она очень не понравилась, настолько, что вся страница была уничтожена. Затем там появилась некая гипотеза Фрея, потом восстановили гипотезу Канта и Лапласа. Гипотезу Шмидта ещё не восстановили, хотя американцы присвоили её себе(http://grigam.16mb.com/publikazii/p48.htm).  Чем же так не угодила моя гипотеза научной общественности. А именно тем, что она доказывает уникальность жизни в нашей Вселенной.

Они хотят, чтобы все думали, что планетная система появилась по гипотезе О.Ю. Шмидта, с теорией «слипания» пыли Н.Н. Парийского. Их эта гипотеза устраивает больше потому, что газо-пылевых облаков во вселенной много. Любая де звезда может его захватить, а потому планетных систем может быть много, едва ли не у каждой звезды. А потому и инопланетян во вселенной видимо невидимо. И здесь долго можно будет добывать хлеб насущный и искателям иных цивилизаций Карла Сагана в SETI, и открывателям планет, и ждущих сигналов от разумных цивилизаций. А ещё нас можно будет наоборот, пугать злым инопланетянским вторжением, наряду с угрозой супер-астероидов, супер-вулканов, глобального оледенения и иных сценариев конца света.

Однако гипотеза Шмидта крайне не убедительна. Что, собственно, газопылевые облака? Это очень разрежённый водород. Его порождает, в основном, истечение от чёрной дыры в центре галактики испаряющихся виртуальных частиц. Газ ионизируется, и течения его приобретают вид электрических токов, порождающих и магнитные поля. По газу идут волны плотности от процессов в центре галактики. На него действует также излучение звёзд, их гравитация и корпускулярные потоки. Кроме первичного водорода, есть и вторичный, образующийся от взрывов новых и сверхновых звёзд. Эти взрывы вбрасывают в газовые облака атомы и более тяжёлые, чем водород. Те атомы, которые   синтезируются в звёздах: гелий, кислород, углерод, азот и так до железа.

Мало того, в газовых облаках могут быть и молекулы. Они образуются в процессе взрыва сверхновых звёзд. Там процесс идёт следующим образом: идя по главной последовательности, звезда, больше Солнца в 6 раз, создает в процессе ядерного синтеза всё более тяжёлые элементы. Они концентрируются к центру, формируя ядро. Давление в ядре настолько возрастает, что атомы сдавливаются, электроны перестают вращаться вокруг ядер и образуют электронный газ. При этом отталкивание атомов исчезает и ядро схлопывается до размеров около 20 км. Это происходит так быстро, что верхние оболочки звезды за поверхностью ядра не успевают, и свободно с ускорением падают, набирая огромную скорость.  Столкнувшись с ядром огромные массы газа сжимаются, а затем начинают расширяться. Всё это приобретает вид колоссального взрыва.

Столкновение масс газа с образовавшимся нейтронным ядром вызывает ударную волну, во фронте которой возникает скачёк огромного давления и температуры. Эта волна, проходя по смеси газа водорода и синтезированных ранее химических элементов, приводит к тому, что появляются разные молекулы, окислы, гидраты, метан и прочее. Некоторые даже считают, что хотя и в мизерных количествах, но могут сливаться и ядра элементов, при этом могут возникать ядра и более тяжёлых элементов, чем железо, вплоть до урана. Вот это и есть то, что порождает пылевую составляющую облаков. Их обнаруживают спектрометрами, однако надо понимать, что разлетевшись от взорвавшейся сверхновой, газ становиться очень разрежённым. Вплоть до атомов на кубический сантиметр.

Такой газ какая либо звезда захватить не может. Излучение и корпускулярные потоки со звезды эти облака буквально разгоняют. Под действием магнитоэлектрических потоков и ударных волн межзвёздный газ приобретает неравномерную плотность, в отдельных местах уплотняясь до такой степени, что возникает гравитационное притяжение, формирующие глобулы. Сжимаясь, они разогреваются за счёт адиабатического сжатия, вплоть до того, что возникает термоядерная реакция. Загораются звёзды и немедленно разгоняют облака.

Такой процесс Вы  можете видеть на картинке (1). Посредине несколько юных звёзд. Они образовались из газового облака. Облако в основном состоит из водорода. Он светится красным светом за счёт излучения образовавшихся звёзд. Вокруг звёзд газ вытеснен. Таких картинок можно найти массу. Зачастую туманность напоминает голландский сыр. Весь изъеденный кавернами, в которых как правила группы звёзд.  А вот снимки , полученные совсем недавно космическим инфракрасным телескопом NASA WISE - Wide-field Infrared Survey Explorer (2,3). Здесь мы видим летящие звёзды показанные стрелками. Газ перед ними разгоняется излучением звёзд, налетая на следующие массы газа и образуя волну и разогреваясь.  Звёзды вообще, как правило, кратные. Солнце тоже было кратным до катастрофы, которая создала планетную систему. Оно также гонит от себя газ и пыль. На картинке (4) показана комета. От неё  Солнцем отбрасывается хвост из газа и пыли. 

А теперь можно и спросить, как это Солнце умудрилось захватить газо-пылевое облако, откуда взялось такое облако, в котором оказалось вещества достаточно для планетной системы. В том числе и урана с торием.

Теперь, как же шёл процесс слипания. Надо понимать, что газ и пыль были основательно перемешаны. Поэтому во всём его объёме очень медленно, миллиард лет, формировались очень рыхлые пушинки одинакового состава. Часть из них до сих пор бы оставалась в космосе. Но таких пушинок-пылинок нет, а есть метеориты и огромные астероиды, имеющие кристаллическую структуру из разных материалов, которые могут возникнуть только в огромных телах и при большой температуре. Так где же тот механизм, который из рыхлых пушинок однородного вещества создавал всё разнообразие метеоритов, комет и астероидов, а, в конечном счёте, и планет? Такого механизма нет, и не было.

Рассмотрим химический состав. В таблице показан состав Солнечной системы и состав газа и пыли, в целом соответствующий химическому составу звёзд, поскольку новые и сверхновые звёзды и поставляют все элементы в газо-пылевые облака. Газ и пыль состоят исключительно из элементов легче железа.

Солнечная система, в части газовой составляющей, соответствует составу Солнца. В основном он сосредоточен в планетах гигантах. Но дальше всё пошло кувырком. Железо, никель, кобальт, цинк, галлий, бром, мышьяк. Все элементы более тяжёлые чем железо. Они в таблице выделены. И их в газо-пылевых облаках нет. Мало того, в таблицу не вошли более редкие медь, серебро, свинец, молибден, вольфрам, золото и, наконец элементы трансурановые: торий, уран, плутоний. Посмотрите на электролампу. Там вольфрам. Его ни на Солнце, ни в громадных облаках пыли и газа НЕТ. ОТКУДА ЖЕ ОН ВЗЯЛСЯ???

На это не отвечают ни астрономы, ни астрофизики. Они уже соглашаются, что газо-пылевая гипотеза терпит крах. Они говорят, что де процесс возникновения планетной системы до конца не ясен, но идею образования планетной системы за счёт столкновения звёзд отбрасывают с порога. Аргумент прост и изящен: "такое событие крайне маловероятно". Конечно, такой аргумент был бы основателен и весом в том случае, если бы планетных систем было обнаружено много. По крайней мере больше, чем позволяла вероятность столкновения звёзд. Но не обнаружено, кроме нашей, НИ ОДНОЙ. Можно вполне сказать, что возникновение планетных систем "крайне маловероятно". И тогда это утверждение полностью соответствовало выражению: "столкновение звёзд крайне маловероятно". И тут всё сходится.

Но пока идея множественности обитаемых миров, выдвинутая Джордано Бруно, поддержанная Циолковским и раскрученная Стругацкими, Станиславом Лемом, Бредбери, Кларком и Айзеком Азимовым настолько сильна, что даже учёные профессионалы не могут очистить свои мозги от этой дури и согласиться хотя бы с академиком Шкловским.

Конечно, можно простить Шмидта и Парийского. В сороковых годах прошлого столетия ещё не знали ни нейтронных звёзд, ни квазаров. Плохо вообще знали теорию звёзд. Не было ещё радиоастрономии, гаммаастрономии и прочего. С того времени мы многое узнали и теперь любому серьёзному учёному ясно, что гипотеза Шмидта имеет такой же сугубо исторический интерес, как и гипотезы Канта-Лапласа-Джинса.

Итак, представим процесс образования нашей планеты, и её развития до настоящего времени. Вернёмся к тому моменту, когда к двойной системе Солнца и нейтронной звезды приблизилась звезда белый карлик, и более наглядно представим дальнейшие события.

Тот факт, что планеты гиганты по своему составу близки к составу Солнца, также подтверждает описанную выше гипотезу образования планетной системы. Известно, что в паре звезды типа Солнца и нейтронной звезды имеется явление перетекания газа с обычной на нейтронную звезду. Нейтронная звезда является вампиром. Соответственно диск из газа, возникающий вокруг нейтронной звезды, и поток его от обычной звезды к нейтронной и стали основным материалом для создания планет-гигантов. Мало того, диск вокруг нейтронной звезды быстро вращался, потому и скорость вращения планет гигантов, особенно Юпитера, весьма значительна. Ведь закон природы в данном случае - закон сохранения момента вращения.

Нейтронная звезда, по всей видимости, находилась на расстоянии от Солнца таком же, как и Земля. При этом, она играла роль «вампира», то есть часть вещества из короны Солнца перетекала на нейтронную звезду.

Белый карлик, со скоростью, меньшей третьей космической скорости (то есть скорости, при которой тело навсегда покидает окрестности звезды), вошёл в зону влияния гравитации звёздной пары. Теперь система стала состоять из трёх звёзд. В небесной механике решение задачи трёх тел уже довольно сложное. При этом высока вероятность неустойчивого решения. То есть, в этой пляске Солнца, нейтронной звезды и белого карлика вероятность столкновения белого карлика с нейтронной звездой существенно возрастает. Поэтому, через непродолжительное время такое столкновение и произошло. При этом надо отметить, что как нейтронная звезда, так и белый карлик обладают корой, состоящей из сравнительно лёгких элементов – кальция, алюминия и прочих. Поэтому, после того как произошёл взрыв, образовались осколки состоящие из трёх групп – железных (с примесью никеля), хондритов и ахондритов. Как мы уже говорили, 99% этих осколков приобрели скорость выше третьей космической и покинули окрестности Солнца навсегда. Часть же, образовали целое облако осколков, обращающихся по всевозможным эллиптическим траекториям вокруг Солнца, тем не менее, сохраняющих как бы привязку к центру взрыва и сохраняя часть общего момента движения  взорвавшихся звёзд. Что и предопределило то, что сейчас планеты вращаются вокруг Солнца в плоскости близкой с плоскостью вращения Солнца.

Может быть не очень понятно, как могли столкнуться белый карлик и нейтронная звезда, ведь плотность нейтронной звезды в миллион раз больше, чем плотность белого карлика. При этом размеры нейтронной звезды километров 20, а белого карлика - примерно размер Земли. То есть пуля пролетающая через баллон аэростата, это ещё не очень близкая аналогия. Однако надо иметь в виду, что столкновение происходило на скоростях выше второй космической скорости, то есть больше 20 км/с.  При этом перед нейтронной звездой возникает ударная волна. Давление в ударной волне такое, что плотность железа приближается к плотности нейтронной звезды. В связи с этим градиент гравитационного потенциала на границе нейтронной звезды снижается. Нейтронная жидкость из нейтронной звезды начинает истекать в область ударной волны, проходит её и начинает взрывать белый карлик. В связи с тем, что общая масса нейтронной звезды уменьшается, уменьшается и её гравитационное поле. Нейтронная жидкость выходит из под гравитационного панциря. Происходит колоссальный взрыв.

Память об этом взрыве до сегодняшнего дня сохраняется и в орбитах комет. На рисунке мы видим эти орбиты. Не правда ли, эта картина очень напоминает взрыв.

Размеры осколков были от сотен километров, до размеров пылинки. Кроме того, с этой массой обломков был и газ, оставшийся от того газа, который перетекал с Солнца на нейтронную звезду. Плотность осколков в пространстве была большая, поэтому они часто сталкивались. При этом одни осколки разрушались, уменьшаясь в размерах. Если относительные скорости были не очень большие, то другие осколки объединялись, прежде всего, на наиболее больших  обломках, начав формирование зародышей планет.

Постепенно всё большая масса обломков сосредотачивалась в плоскости эклиптики, то есть в плоскости современного положения орбит планет. Газовая составляющая оттеснялась на периферию солнечным ветром, и там начали формироваться планеты гиганты.

Итак, ядром будущей планеты Земля стал один из наиболее крупных обломков белого карлика, размером около тысячи километров. На него падали более мелкие обломки всех видов, образуя насыпную оболочку, постепенно доведя размер Земли примерно до нынешнего. Процесс формирования Земли (как и остальных планет) от момента столкновения нейтронной звезды и белого карлика занял время порядка миллиарда лет.

Необходимо отметить, что осколки нейтронной звезды после её взрыва были очень радиоактивными. За миллиард лет короткоживущие изотопы превратились в долгоживущие – не радиоактивные. Но долгоживущие, такие как изотопы урана и тория, к моменту формирования планет ещё сохранились и стали одним из источников разогрева недр Земли.

В процессе взрыва нейтронной звезды образовывались и лёгкие элементы, в том числе, кислород и азот. В процессе образования Земли газовая составляющая диска ещё не была оттеснена к периферии. Планеты гиганты тоже были в стадии формирования. Поэтому эти газы формировали на твёрдых обломках небольшие «атмосферы». Такого рода агрегаты уже на ранней стадии формирования планетной системы сформировали кометы и облако Оорта.

Такие же агрегаты формировали и планеты. Поэтому в толщу Земли были внесены и газы: водород и азот. Вступая в реакцию с кислородом, начала формироваться вода и минералы-гидроксилы, будущий источник воды океанов. Вода есть не только на Земле, но и на Венере и Марсе. Однако на Венере вода испаряется. На большой высоте, под действием солнечной радиации, распадается на кислород и водород. Водород поднимается ещё выше и уносится солнечным ветром. Поэтому на Венере нет океанов, а атмосфера состоит в основном из углекислого газа.

На Марсе вода также практически отсутствует, но по другой причине. Магматическая активность на Марсе давно закончилась. Вулканы исчезли. Поступление водяного пара из магмы прекратилось. Та же вода что была, испаряясь, покинула планету из-за её малой гравитации.

Итак, недра Земли начали разогреваться. Кроме радиоактивных элементов, источниками разогрева стали энергия, выделяемая при гравитационном сжатии Земли, и, на первом этапе, энергия падения метеоритов. После того, как температура внутри Земли стала достаточно высокой, недра стали плавиться. При этом более тяжёлые компоненты стали опускаться вниз, соответственно более лёгкие стали подниматься вверх. Так стали формироваться ядро, мантия и кора. С этого собственно и начинается геологическая история Земли.