Kosmogoniska hypoteser , inom ramen för huvudämnet , ger en förklaring till jordens, solsystemets, galaxens och universums ursprung och utveckling [1] . På grund av den begränsade vetenskapliga kunskapen beskrev de tidigaste hypoteserna (eftersom jorden ansågs vara den enda planeten) utseendet på vår planet, land och hav (hittills är denna mytologi koncentrerad i olika religiösa texter som förstärker sådana hypoteser med sin auktoritet) .
På 1700- och 1800-talen, när solsystemets existens, bestående av stora planeter som var lika till sin himmelska status, blev känd, utvecklade astronomer och fysiker, baserade på newtonsk mekanik, hypoteser om bildandet av planetsystem - både våra och de. möjligt i andra stjärnor. När vår vision av universum expanderade ytterligare, utökades omfattningen av sådana hypoteser till att omfatta galaxen och galaxhopar (1960-talet), universums storskaliga struktur och kvanteffekterna vid dess ursprung [1] . Kosmogoniska hypotesers utvecklingskedja kan inte betraktas som komplett ens idag, men en eller annan avslutade hypotes kan betraktas i efterhand och utsikterna för nya, fortfarande utvecklande.
Indata för kosmogoniska hypoteser är både materiens initiala tillstånd (sammansättning, densitet, differentiering) och de fysiska lagar som är kända för hypotesförfattarna. Därför orsakar den kontinuerliga förändringen i bagaget av kunskap om materiens tillstånd i universum och nya fysiska lagar ytterligare utveckling av hypoteser baserade på de initiala uppgifterna.
Dessa är uppdelade i katastrofala och evolutionära. Katastrofala kommer från uppkomsten av planetsystemet under en slumpmässig storskalig kosmisk katastrof. Således, en gång populär, förklarade Jeans- hypotesen uppkomsten av vårt planetsystem från solmateria som kastades ut under den nära passagen av en annan stjärna bredvid solen. Eftersom en sådan passage är osannolik på grund av stora interstellära avstånd måste liv som har sitt ursprung på jorden vara en nästan unik händelse. Senare förkastades den ena katastrofhypotesen efter den andra på grund av oförmågan att förklara särdragen i vårt planetsystem, och idag, efter upptäckten av tusentals utomjordiska planetsystem, råder evolutionära eller nebulosära hypoteser fullständigt [2] [3] .
Enligt filosofen Immanuel Kant bildades planeterna och solen av ett gigantiskt kallt dammmoln. Efter att ha kondenserats bildade de vårt planetsystem [4] . Då var det inte känt att de huvudsakliga beståndsdelarna i solen är väte och helium - följaktligen förklarar hypotesen inte differentieringen av solens och planeternas sammansättning. Det finns ingen förklaring till hur lejonparten av systemets rotationsmoment överfördes till planeterna, medan 98,5 % av systemets massa är solen.
Astronomen Pierre Laplace lade fram teorin om bildandet av solsystemet från ett moln av het gas. När gasen svalnade komprimerades den och sönderdelades till separata klumpar. Den största av dem blev solen, de mindre blev planeter [4] . Liksom Kants hypotes kan Laplaces ursprungliga hypotes inte förklara överföringen av vridmoment till yttre planeter - detta blev möjligt efter upptäckten av solens magnetfält, studiet av dess struktur, varaktighet och evolution av stjärnor. Vid tiden för Laplace var det inte känt hur länge solen och jorden redan hade funnits, källan till solenergi ansågs vara kompression eller meteoritbombardement, vilket gav solens liv till flera miljoner år.
En felaktigt vanlig åsikt, enligt vilken Kants och Laplaces hypoteser sammanfaller. I dem är egenskaperna hos den primära nebulosan redan olika, och alla dess evolutioner avviker radikalt. Laplaces hypotes har, tack vare Roches verk ("Essai sur la constitution et l'origine du système solaire", 1875), viss rätt till en plats i astronomiska avhandlingar. Kants hypotes strider på alltför många punkter mot mekanikens grundläggande lagar och är endast av historiskt intresse.
År 1919 lade den engelske astrofysikern J. Jeans fram en hypotes enligt vilken alla objekt i solsystemet bildades av solens substans, som slets ut ur den som ett resultat av en nära passage av någon stjärna bredvid den. [4] . Det utstötade ämnet rörde sig till en början längs en mycket långsträckt bana, men med tiden, som ett resultat av mediets motstånd, som bestod av små droppar av samma solämne, blev banorna för stora klumpar nästan cirkulära. Baserat på denna hypotes följde det att bildandet av planetsystem runt stjärnor är en extremt sällsynt händelse, eftersom de flesta stjärnor i galaxen inte upplever sådana möten ens en gång under hela sin existens.
Ur fysisk synvinkel visade sig Jeans-hypotesen vara ohållbar. Experimentella data visar att den specifika rörelsemängden som finns i solen är en storleksordning mindre än den för planeterna. Beräkningarna av N. N. Pariysky bekräftade att substansen som rivits ut från solen antingen borde ha fallit tillbaka på den eller burits bort av stjärnan som hade rivit ut den.
Akademikern V. G. Fesenkov , som är motståndare till O. Yu. Schmidts kosmogoniska teori , skapade själv flera hypoteser för bildandet av solsystemet, men ingen av dem utarbetades i detalj.
Så i en av de tidiga hypoteserna antog V. G. Fesenkov att planeterna bildades av gasmassor som separerade från solen under dess rotation. Detta antagande möjliggjordes av det faktum att det vid den tiden antogs att alla stjärnor föds varma, men med tiden kastar de bort en del av sin materia, minskar temperaturen och rör sig längs huvudsekvensen av Hertzsprung-Russell-diagrammet .
I mitten av 1950-talet blev positionen för Schmidts teori om att planeterna bildade från en kall gas-damm miljö allmänt erkänd. Baserat på detta föreslog V. G. Fesenkov att planeterna bildades av ett kallt gasdammmoln som omgav molnet från vilket solen bildades, som redan hade ett överskott av rotation. Utflödet av materia i ekvatorialplanet av den framväxande solen ökade densiteten av gas-dammmediet i detta plan, vilket möjliggjorde bildandet av planetariska embryon med en densitet på cirka 10 −5 g/cm 3 . Bildandet av planeterna måste börja från solsystemets periferi.
Schmidt ger en annan version av fördelningen av planetrörelsemomenten, förutsatt att de bildas separat (i olika delar av molnet). Utstötningen av materia från de bildande protoplaneterna antas vara mekanismen för momentförlust. Schmidts idéer stöddes och utvecklades av den engelska astrofysikern Littleton . Men som alla tidigare, kan Schmidts hypotes inte klara av Solens oförklarligt långsamma rotation, lutningarna hos planeternas banor och Uranus omvända rotation [2] .
De flesta antog den gemensamma bildningen av planeterna och solen, liksom andra stjärnor. Från den allmänna serien stod katastrofala sådana ut, vilket tyder på att det uppträder som ett oavsiktligt resultat av en katastrof. Det svåraste ögonblicket för sådana hypoteser var frågan om stabiliteten hos strålningen från stjärnor (särskilt solen) över geologisk tid. Den moderna teorin om stjärnutveckling är baserad på nukleosyntesen som sker i djupet av dessa himlakroppar .
Tidiga hypoteser baserades enbart på Newtonsk mekanik . Swedenborgs konstruktioner är ett exempel.
Swedenborgs (1732) hypotes är anmärkningsvärd som den sista och mest utarbetade av dem som inte bygger på attraktionslagen. Swedenborg utgick från Descartes virvelteorin och beskriver i sin "Principia rerum naturalium" (avsnittet "de Chao Universali solis et planetarum") världens ursprung på följande sätt: på grund av trycket från världsmateria, ganska täta agglomerat (stjärnbakterier) ) visas på platser, och i dem, på grund av de inneboende partiklarna materia benägenhet att röra sig i spiraler bildar virvlar. Dessa virvlar fångar partiklar av materia av en annan ordning, och från dem bildas något som en sfärisk mörk skorpa som roterar runt det redan lysande centrumet - solen. På grund av centrifugalkraften blir denna skorpa tunnare, spricker slutligen, av dess fragment bildas en ring runt solen, som i sin tur slits i bitar, som ger upphov till planeter.] och på den så kallade hypotesen om primär nebulosa - en formlös, extremt sällsynt homogen [Kemisk sammansättning Crookes kallade nebulosans protyle; från denna protyl bildades enligt hans mening alla kemiska grundämnen.] ansamlingar av materia.
Alla sådana kosmogoniska hypoteser kan inte anses tillhöra astronomi som en exakt vetenskap. I dem är både de initiala omständigheterna och utvecklingsvillkoren helt godtyckliga, många detaljer motsäger varandra och existerande fenomen. Dessa hypoteser är bara ett exempel på hur system som solsystemet skulle kunna utvecklas utan speciella sträckor och nästan utan uppenbara motsägelser mot mekanikens lagar . Genom att flytta från Swedenborg och Kant till Laplace och Roche, och sedan till D. Darwin, minskar uppgiften - från hela universum till solsystemet och till bildandet av en satellit. Samtidigt går resonemanget successivt vidare till fastare mark.
Tillåter den eviga existensen av "kaos" som en mörk och kall nebulosa. Som ett resultat av sammandragningen som orsakades av attraktion värmdes materien upp och började lysa svagt, precis som nebulosorna som upptäckts av fotografering. "Strömmar" av materia surfar kaoset åt olika håll. På vissa ställen, som ett resultat av mötet av motsatta flöden, erhålls virvlar - spiralnebulosornas förfäder och bakom dem olika stjärnsystem. Huvudtypen av dessa system är nära binära och multipelstjärnor, där massorna är ganska jämnt fördelade och de ingående stjärnorna roterar runt en gemensam tyngdpunkt. För bildandet av ett system liknande vårt solsystem krävdes exceptionellt gynnsamma förhållanden. Fai insisterade på att planetsystem var sällsynta undantag bland stjärnvärldar. Där det inte fanns något möte mellan rörelser i kaos, bildades inte virvelvindar, utan långsamt förtjockande moln av små heta kroppar (ett exempel på detta är i konstellationerna Hercules, Centaurus). I ett sådant system är den resulterande kraften från den Newtonska ömsesidiga attraktionen av individuella partiklar alltid riktad mot systemets centrum och är direkt proportionell mot partikelns avstånd från det. Samma kraftlag rådde i vårt system innan solen bildades. Som ett resultat ger ringarna som bildas inuti nebulosan upphov till planeter med direkt rotation runt sina axlar. Under tiden bildas en central kondensation - solen, vars massa slutligen långt överstiger massan av den återstående nebulosan, och kraftlagen förändras: den centrala attraktionen börjar råda, omvänt proportionell mot kvadraten på avståndet. Alla partiklar i nebulosan rör sig redan enligt Keplers lagar. Planeter som ännu inte hunnit bildas från ringarna får motsatt rotation. Således, enligt Fayes hypotes, är jorden och de inre planeterna äldre än solen, och den är äldre än Uranus och Neptunus. Trots den träffande anmärkningen om omkastningen av kraftlagen förklarar Fays hypotes vissa punkter (t.ex. bildandet av ringar) mindre tillfredsställande än Laplace-Roche-hypotesen. Inte ens dess huvudmål - att förklara den onormala rotationen av Uranus och Neptunus - har inte uppnåtts helt.
Vid tiden för Laplace trodde man att en roterande flytande massa måste ha formen av en rotationskropp för jämvikt. Därför inträffade den hypotetiska uppdelningen av massan i delar oundvikligen i form av cirkulära ringar. Jacobi (1856) var den första som pekade ut den triaxiala ellipsoiden som en form av jämvikt för en roterande vätska och lade därmed grunden för en ny studie. Poincaré (1890) fann att när rotationshastigheten ökar, övergår Jacobi-ellipsoiden till en annan, "päronformad" (apioid) form av jämvikt; en ytterligare ökning av hastigheten bör få hela massan att delas i två olika delar. D. Darwin kom till samma resultat på motsatt sätt. När han undersökte tidvattensamverkan mellan två nära massor, drog han slutsatsen att sådana massor tidigare måste ha utgjort en, vars figur närmar sig Poincaré-apioiden. Ingen av ovanstående hypoteser förklarar bildningen av planeten från ringen; desto mer sannolikt är den nya slutsatsen, enligt vilken bildningen av ringen är ett helt anomalt fenomen och har ägt rum i solsystemet endast en gång (för asteroider), men planeterna och satelliterna uppstod genom att separera materiens klubba. Om den avrivna klubban var för liten hann den inte flytta sig från den större massan och slets isär av sin tidvattenverkan. Ett exempel på detta är Saturnus ringar, vars verkliga tillkomst, som en spridd satellit, klargjordes redan i Roche (1848). För mån-jord-systemet kan Darwins forskning kallas mycket framgångsrik; de är mindre viktiga för utvecklingen av andra planeter. Endast för Mars satellitsystem ger de nya förklaringar. Se tillämpad D. Darwins slutsats om stjärnsystem. Han påpekade (1893) likheten mellan de figurer som Poincaré och Darwin hittade med dubbla nebulosor och förklarade de betydande excentriciteterna i de flesta dubbelstjärnornas banor genom tidvattenverkan. Xi bekräftar Fais uppfattning att planetsystem är ett undantag i universum, medan typen av binära stjärnor utan planeter dominerar. Alla de kosmogoniska teorierna som beskrivs har gemensamma svaga punkter, som kanske borde tillskrivas själva urnebulosans hypotes. Början av denna hypotes kan ses i förklaringen av de nya stjärnorna från 1572 och 1606 av Tycho Brahe och Kepler. Halley 1714 talar om den allestädes närvarande och eviga existensen av materia i ett sällsynt tillstånd. Parallellt med Kants och Laplaces spekulationer kom V. Herschel fram till hypotesen om dimmig materia från observationer. Han tänkte spåra i olika nebulosor alla stadier av stjärnors utveckling. En tid senare visade Lord Ross att många av dessa nebulosor sönderdelade till individuella stjärnor och skakade därmed trovärdigheten för hypotesen. Spektralanalys har dock bekräftat att det finns lysande gasmassor med ett mycket svagt kontinuerligt spektrum, där ljusa linjer sticker ut. Men det måste erkännas att hypotesen om evolutionen av alla himlakroppar från den primära nebulosan är helt empirisk och ännu inte har någon egentlig bekräftelse.