Как родились планеты солнечной системы



Скачать 236.36 Kb.
страница1/2
Дата19.10.2012
Размер236.36 Kb.
ТипАнализ
  1   2


КАК РОДИЛИСЬ ПЛАНЕТЫ СОЛНЕЧНОЙ СИСТЕМЫ
Канарёв Ф.М. E-mail: kanphil@mail.ru

или

http://kubagro.ru/science/prof.php?kanarev + папка «Статьи»
Анонс. Проанализируем лишь ту гипотезу о формировании планет Солнечной системы, согласно которой они образовались из звезды, пролетавшей вблизи Солнца, которое захватило её своим гравитационным полем. Эта гипотеза позволяет найти ответы на большую часть главных вопросов, связанных с рождением планет.
Анализ процесса рождения планет Солнечной системы начнём с формулировки главных вопросов, ответы на которые должны следовать из этого анализа [3].

  1. Почему орбиты всех планет почти круговые?

  2. Почему орбиты всех планет лежат почти в одной плоскости?

  3. Почему все планеты вращаются вокруг Солнца в одном и том же направлении?

  4. Почему направления вращения планет (за исключением Урана) вокруг своих осей совпадают с направлениями их вращения вокруг Солнца?

  5. Почему плоскости орбит большинства спутников планет близки к их экваториальным плоскостям?

  6. Почему орбиты большинства спутников почти круговые?

  7. Почему большинство спутников и кольцо Сатурна обращаются вокруг своих планет в том же направлении, что и планеты вокруг Солнца?

  8. Почему существует градиент плотности планет?

  9. Можно ли предполагать, что закономерность изменяющейся плотности планет, по мере удаления их от Солнца, аналогична изменению плотности существующего Солнца, начиная от его ядра до её поверхности?

  10. Почему с удалением планет от Солнца их плотности вначале уменьшаются, а потом увеличиваются незначительно?


Мы уже показали, что формированием основных элементарных частиц: фотонов, электронов, протонов и нейтронов управляет закон сохранения кинетического момента, математической моделью которого является константа Планка [1]. Мы назвали этот закон главным законом, управляющим формированием материального мира. Из этого следует, что этот же закон должен был управлять процессом рождения планет Солнечной системы. Сейчас мы убедимся в большой вероятности связи этой гипотезы с реальностью.

Для начала сформулируем закон сохранения кинетического момента (физики обычно называют его законом сохранения момента импульса, а астрономы - законом сохранения углового момента). Если на вращающееся тело не действуют никакие внешние силы, то величина его кинетического момента остаётся постоянной. Вот как этот закон записывается для фотонов, которые существуют, в основном, в состоянии прямолинейного движения [1]

gif" name="object1" align=absmiddle width=182 height=20>, (1)
где - масса фотона; - радиус фотона, равный длине его волны; - линейная частота колебаний центра масс фотона.

Для электрона указанный закон записывается так [1]
, (2)
здесь - угловая скорость вращения электрона относительно своей оси.

Поскольку планеты не имеют прямолинейных движений, а вращаются относительно Солнца и относительно своих осей, то для описания этих вращений мы будем пользоваться второй математической моделью (2) закона сохранения кинетического момента [1].

А теперь формулируем гипотезу. Планеты Солнечной системы сформировались из звезды, пролетавшей мимо Солнца и захваченной её гравитационным полем. Когда звезда была далека от Солнца, то, двигаясь в пространстве, она вращалась только относительно своей оси, которая была параллельна ( в основном) оси вращения Солнца. Вполне естественно, что звезда обладала собственным кинетическим моментом, величина которого нам не известна. Однако нам известно, что отсутствие внешних сил оставляло этот момент постоянным. По мере приближения к Солнцу на звезду начинала действовать сила гравитации Солнца [2].

Предположим, что эта звезда пролетала мимо Солнца на расстоянии равном расстоянию от Солнца самой первой планеты Меркурий. Вполне естественно, что сила гравитации Солнца вовлекла эту звезду в круговое движение вокруг Солнца. Следующее предположение заключается в том что направление вращения звезды вокруг своей оси совпадало с направлением вращения звезды вокруг Солнца. В результате к кинетическому моменту вращения звезды относительно своей оси добавился кинетической момент вращения вокруг Солнца.

Поскольку звезда была в плазменном состоянии, как и Солнце, только меньше Солнца по массе и размеру, то она смогла бы удержаться на орбите только при условии равенства между центробежной силой инерции и силой гравитации Солнца. Если этого равенства не было, то на образовавшейся первой орбите могла удержаться лишь та часть плазмы звезды, которая обеспечивала равенство между центробежной силой инерции и силой гравитации Солнца.

Теперь нам надо собрать информацию о современном состоянии планет Солнечной системы. В эту информацию, необходимо включить массы всех планет и их больших спутников, плотности всех планет, их радиусы, а также радиусы орбит, орбитальные скорости, и угловые скорости вращения планет относительно своих осей. Эта информация позволит нам найти орбитальный кинетический момент звезды в момент начала её вращения вокруг Солнца. Звезда, удаляющаяся от Солнца за счёт того, что центробежная сила инерции больше силы гравитации Солнца, будет оставлять на орбитах существующих планет столько плазменной массы сколько они сейчас имеют её в твёрдом состоянии вместе со своими спутниками.

Вполне естественно, что суммарный кинетический момент всех современных планет будет равен кинетическому моменту звезды в момент начала её орбитального движения вокруг Солнца.

Итак, приведём основную информацию о Солнце и её планетах. Солнце имеет массу . Её радиус равен , а плотность . Угловая скорость вращения Солнца относительно своей оси равна . Известно, что сумма масс всех планет и их спутников почти в 1000 раз меньше массы Солнца. Ниже, в табл. 1 приводятся основные параметры планет Солнечной системы [3].

Основную информацию о параметрах планет мы брали в Интернете: Астрономия + Астрономия для любителей + Солнечная система + наименования планет + планета в цифрах. Оказалось, что составители этой справочной информации допустили ряд ошибок. Например, согласно их данным радиусы орбит у Юпитера и Сатурна одинаковые, а у Нептуна радиус орбиты, выраженный в астрономических единицах, отличается от его величины, выраженной в километрах. Нам представляется, что публикуемая гипотеза заинтересует астрономов - профессионалов и они, владея более точной информацией, уточнят результаты наших расчётов.

Таблица 1. Массы планет и их спутников, плотности планет, их радиусы и радиусы орбит


Планеты

Массы,

, кг

Плотности,



Радиусы

планет, , м

Радиусы

орбит, , м

1. Меркурий



5430





2. Венера



5250





3. Земля



5515





4. Марс



3940





5. Юпитер



1310





6. Сатурн



710





7. Уран



1270





8. Нептун



1640





9. Плутон



2000





Итого












Обратим внимание на последовательность изменения плотности планет. Те из них, что ближе расположены к Солнцу, имеют большую плотность. По мере удаления планет от Солнца их плотность вначале уменьшается, а потом вновь растёт. Самая маленькая плотность у Сатурна, а самая большая – у Земли. Удивительным является то, что Солнце, находясь в плазменном состоянии, имеет плотность () большую, чем у Юпитера, Сатурна и Урана, пребывающих в твёрдом состоянии.

Считается, что Сатурн состоит в основном из твёрдого водорода и гелия. В составе Нептуна и Плутона кроме водорода и гелия есть и другие, химические элементы.

Если предположить, что все планеты образовались из звезды, то она должна была иметь градиент плотности, примерно, такой, какой сформировался у последовательно образовавшихся планет. Ядро звезды состояло из более тяжёлых химических элементов, которые рождались в процессе её жизни и эволюции и опускались её силами гравитации к центру. Тот факт, что Сатурн, имея самую низкую плотность, состоит в основном из водорода, провоцирует предположение о том, что водород, как главный источник термоядерных реакций, занимал среднюю область звезды, в которой и происходят термоядерные взрывы. Большая часть тяжёлых химических элементов, которые рождаются при этом, устремляется силой гравитации звезды к её ядру, а меньшая часть выбрасывается взрывами в направлении к поверхности звезды.

Описанное провоцирует нас также предположить, что современное Солнце тоже имеет градиент плотности с последовательностью, которую имеет градиент плотности последовательности планет (табл. 1). Из этого следует, что термоядерные реакции протекают в средней сферической области Солнца, а протуберанцы на её поверхности - следствия этих взрывов.

Если описанная гипотеза изменения плотности звезды, пребывающей в плазменном состоянии, близка к реальности, то разность между центробежной силой и силой гравитации Солнца, действующая на пролетающую мимо звезду, должна задержать, прежде всего, ту часть её плазмы, которая имеет наибольшую плотность, а значит наиболее прочную связь между молекулами химических элементов. Более легкая часть плазмы, с меньшей связью между молекулами химических элементов, должна быть удалена от Солнца центробежной силой инерции, большей гравитационной силы Солнца. Вероятность такого сценария подтверждают приливы и отливы в океанах Земли, формируемые гравитационной силой Луны, эквивалентной по действию силе инерции.

Конечно, вода это не плазма, но её текучесть оказывается достаточной, чтобы реагировать на изменение величины силы гравитации Луны при изменении расстояния между поверхностью океана и Луной всего на 3,3%.

Вначале приведём орбитальные центробежные силы инерции и гравитационные силы Солнца , действующие на современные планеты. Их равенство – доказательство устойчивости орбит (табл. 2).

Таблица 2. Центробежные силы инерции и гравитационные силы современных планет


Планеты





1. Меркурий





2. Венера





3. Земля





4. Марс





5. Юпитер





6. Сатурн





7. Уран





8. Нептун





9. Плутон






Вполне естественно, что на первой орбите, которую начинала формировать звезда, пришедшая из космоса к Солнцу, осталась лишь та часть её плазмы, которая обеспечила равенство между силой гравитации Солнца и центробежной силой инерции (табл. 2). Очевидно также и то, что такое разделение плазмы звезды начиналось в самом начале её вращения относительно Солнца, поэтому у плазмы, оставшейся на первой орбите, орбитальная скорость могла уменьшиться.

Естественно также, что силы гравитации той части плазмы, которая осталась на первой орбите, сформировали из неё сферическое образование, подобное форме современной планеты Меркурий.

Таким образом, на первой орбите осталось сферическое образование с достаточно большой плотностью, а оставшаяся часть плазмы звезды удалилась от Сольца центробежной силой инерции. В результате, из удалявшейся плазмы силы гравитации сформировали вторую порцию плазмы с массой, обеспечивающей равенство между силой гравитации Солнца и силой инерции. Из этой порции образовалась вторая планета - Венера, а оставшаяся плазма бывшей звезды продолжила удаление от Солнца. Так постепенно из плазмы бывшей звезды выделились порции с большей плотностью. Настал момент, когда отделилась часть сферы с максимальным количеством водорода, обеспечивавшим термоядерные реакции звезды, и образовался вначале Юпитер, а потом Сатурн.

У оставшейся плазмы было меньше водорода и больше более тяжёлых химических элементов, которые были выброшены ядерными взрывами на поверхность звезды в период её нормальной активности. В результате, у самых дальних планет плотность увеличилась.

Конечно, процесс отделения каждой порции плазмы звезды очень сложен. Тут действуют силы связи между молекулами химических элементов и их кластерами, внутренние силы гравитации звезды, центробежные силы инерции вращения звезды относительно своей оси, орбитальные центробежные силы инерции и силы гравитации Солнца. Однако, плазменное состояние вещества звезды приводит к тому, что гравитационная сила Солнца задерживает на орбите, прежде всего ту её часть, которая имеет наибольшую плотность, так как силы, объединяющие эту часть, больше сил, которые действуют в менее плотных слоях звезды. У удаляющейся части звезды силы гравитации вновь сформируют ядро из тех химических элементов, которые оказались ближе к её центру.

Описанная последовательность и привела к формированию планет Солнечной системы из звезды, которая, пролетая мимо Солнца, была захвачена её гравитационным полем.

Из описанной схемы мы сразу получаем ответ на вопрос о причинах движения планет вокруг Солнца в одной плоскости, в одну сторону, и вращения их относительно своих осей в ту же сторону (исключая Уран), в какую вращается Солнце относительно своей оси.

Вполне естественно, что формирование спутников планет - следствие плазменного состояния частей звезды, удалявшихся от Солнца. Некоторые из этих частей отделялись от той части плазмы звезды, которая, выделив из себя порцию для формирования планеты, потеряла ещё некоторую часть своей плазмы, удаляясь дальше от Солнца. Тот факт, что плотность Луны меньше плотности Земли подтверждает это предположение.

Что касается обратного вращения Урана относительно своей оси, то причин этого может быть несколько и их надо анализировать.

Итак, описанный процесс образования планет возможен, если на каждую орбиту будет приходить порция плазмы звезды, центробежная сила которой будет больше силы гравитации Солнца. Как это проверить?

Мы уже отметили, роль закона сохранения кинетического момента. Прежде всего, суммарная величина масс всех планет и их спутников должна быть равна массе звезды, из которой они образовались. Далее, суммарная величина кинетических моментов всех существующих планет и их спутников должна быть равна кинетическому моменту звезды в момент начала её вращения относительно Солнца. Обе эти величины легко рассчитываются. Результаты этих расчётов представлены в таблицах. Нам остаётся лишь дать пояснения по методике этих расчётов.

Таблица 3. Скорости планет


Планеты

Собственные

угловые скорости,

, рад/с

Орбитальные

угловые скорости,

, рад/с

Орбитальные

скорости,

, м/с

1. Меркурий







2. Венера







3. Земля







4. Марс







5. Юпитер







6. Сатурн







7. Уран







8. Нептун







9. Плутон








Информация, представленная в табл. 3, получена из справочных данных о планетах Солнечной системы. Величины угловых скоростей вращения планет вокруг собственных осей и вокруг Солнца необходимы для вычисления кинетических моментов вращения планет относительно своих осей и относительно Солнца и орбитальных сил инерции, действующих на планеты.

В следующей таблице 4 представлены кинетические моменты вращения существующих планет относительно своих осей , орбитальные кинетические моменты и равные им суммарные кинетические моменты

Обратим внимание на то, что планеты имеют формы близкие к шаровым, поэтому их моменты инерции относительно своих осей вращения определяются по формуле . Следующая важная информация (табл. 4): орбитальные кинетические моменты всех планет на несколько порядков больше кинетических моментов вращения их относительно своих осей. В результате для приближённых расчётов достаточно взять суммарные кинетические моменты всех планет, равные их орбитальным значениям. Конечно, при более точных расчётах суммарный кинетический момент (табл. 4) всех планет может иметь другое значение, но в любом случае оно будет больше приведённой величины и это, как мы увидим дальше, увеличит разность между центробежными силами, действующими на звезду, из которой формируются планеты, и силой гравитации Солнца.

Таблица 4. Кинетические моменты современных планет



Планеты

Собственные

кинет. моменты,

Орбитальные

кинет. моменты,



Орбит. и общие

кинет. моменты,



1. Меркурий







2. Венера







3. Земля







4. Марс







5. Юпитер







6. Сатурн







7. Уран







8. Нептун







9. Плутон







Итого










При этом надо учесть, что мы использовали в расчётах величины радиусов орбит существующих планет. Есть все основания полагать, что за миллионы лет радиусы этих орбит могли только уменьшиться. Поэтому реальнее будет увеличить величины радиусов существующих орбит в расчетах, но на сколько, мы пока не знаем. Увеличение радиусов орбит приведёт к увеличению центробежных сил, действовавших на первозданные планеты и уменьшению сил гравитации Солнца. В результате эффект разделения плазмы звезды на части с разной плотностью усилится.

Итак, звезда с массой , равной массе всех существующих планет и их спутников, приближалась к Солнцу по касательной в плоскости её вращения на расстоянии , равном радиусу орбиты современного Меркурия. Сила гравитации Солнца захватила её и она начала вращаться вокруг Солнца с начальным кинетическим моментом и угловой скоростью . Тогда
  1   2

Похожие:

Как родились планеты солнечной системы iconГеологическое и геохимическое проявление земли как планеты в солнечной системе и в млечном пути
Солнечной системы (§ 12). Энергетическая пространственная связь нашей планеты с Солнцем (§ 13, 14). Значение геологии для планетной...
Как родились планеты солнечной системы iconЛекции о Солнечной системе
Солнечной системы, с использованием информации, полученной с помощью методов космонавтики. Рассмотрены планеты и их спутники, Главный...
Как родились планеты солнечной системы iconЗемля как планета Солнечной системы (4 часа)
...
Как родились планеты солнечной системы iconТематический план Тема Аудиторные занятия Внеаудиторная работа лекции практические
Происхождение Галактики и Солнечной системы. Планеты Солнечной системы, их физические характеристики и особенности
Как родились планеты солнечной системы iconMessenger дотянулся до первых загадок Меркурия
Ученые наса из Центра космических полётов им. Р. Годдарда всерьез занимаются изучением такой планеты Солнечной системы, как Меркурий....
Как родились планеты солнечной системы iconПриложение 5 Тест №1 «Планеты Солнечной системы»
Относительно Солнца планеты расположены так: а Венера, Земля, Марс, Меркурий, Нептун, Плутон, Сатурн, Уран, Юпитер
Как родились планеты солнечной системы iconРеферат по астрономии
В частности, астрономия изучает Солнце, планеты Солнечной системы и их спутники, астероиды, кометы, метеориты, межпланетное вещество,...
Как родились планеты солнечной системы iconОбзор основных теорий происхождения солнечной системы
Вот уже два века проблема происхождения Солнечной системы волнует выдающихся мыслителей нашей планеты. Этой проблемой занимались,...
Как родились планеты солнечной системы iconУрок: Земля в Солнечной системе
Цели и задачи: Сформировать знания о Земле и планетах Солнечной системы, о Млечном Пути, о роли Солнца в жизни нашей планеты, о влиянии...
Как родились планеты солнечной системы iconПланеты Солнечной системы делятся на планеты-гиганты и планеты земной группы; последние имеют существенно меньшие размеры. Что еще характерно для планет земной группы?
Высокая плотность, свидетельствующая о том, что планеты земной группы содержат большое количество элементов, тяжелее водорода и гелия...
Разместите кнопку на своём сайте:
ru.convdocs.org


База данных защищена авторским правом ©ru.convdocs.org 2016
обратиться к администрации
ru.convdocs.org