Как появилась Солнечная система

Наша солнечная система состоит из 8 планет, среди которых и наша Земля, которые обращаются вокруг небесного светила — яркой и горячей звезды Солнце. Все планеты нашей системы поделены на 2 группы: планеты земной группы (Меркурий, Венера, Земля и Марс) и планеты-гиганты (Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун).

Теория Солнечной системы появилась в XVI веке, когда Николай Коперник заявил, что Земля и другие планеты вращаются вокруг Солнца. Вначале эту теорию считали неправильной, т. к. на тот момент считалось, что в центре Вселенной находится Земля и вокруг нее вращаются все звезды и планеты. Эту теорию выдвинул античный ученый Клавдий Птолемей. Долгое время она считалась правильной, но после изобретения телескопа суждения Коперника стали считаться верными. Времена шли, и ученые стали искать ответы на вопрос, почему именно так все устроено, как появилась Солнечная система?

На этот вопрос смог ответить Пьер Симон де Лаплас, живший в XIX веке. Его ответ был отражен в его научных работах: «Размышления о системе мира и о будущих успехах астрономии», выпущенной в 1796 году, которая позже получила название «Изложение системы мира». В этом труде он высказал предположения о происхождении Солнечной системы. Чуть позже в 1813 году эту предположения переросли в теорию, которая объяснила происхождение системы. Опираясь на космогоническую гипотезу (гипотеза Канта — Лапласа), основанную на трудах Ньютона и де Бюффона, а также на своих наблюдениях, Лаплас выдвинул следующее: он предположил, что Солнце было изначально больше, а его атмосфера охватывала всю Солнечную систему, т. е. образуя туманность. Со временем, остывая молекулы, расположенные на границе солнечной системы, создали вокруг звезды круговые пояса, которые, сгущаясь, приняли форму сферы, тем самым превращаясь в планеты. Вследствие этого можно отметить, т. к. атмосфера системы вращалась, то образованные планеты тоже стали вращаться вокруг Солнца, находясь в одной плоскости. Таким образом, из многочисленных туманных колец, вращающихся вокруг Солнца, образовались планеты. Затем эта теория превратилась в полноценную модель, которая одной из первых научных космологических моделей, после того как в 1811 году астроном Уильям Гершель представил свои работы об эволюции туманностей. Эта теория долгое время считалась правдоподобной, вплоть до 1846 года, когда был открыт спутник Нептуна — Тритон, который движется в противоположном направлении от движения Солнечной системы.

Следующим научным трудом Лапласа была его монография по астрономии, которая носит название «Небесная механика», которая выпускалась в виде пяти томов, в период с 1799 по 1825 годы. В этой работе ученый изложил открытия свои, Ньютона, д’Аламбера, Эйлера, Лагранжа. При написании этого труда Лаплас пытался решить две задачи. Первая заключалась в том, чтобы повысить точность астрономических таблиц, указывающих положение планет. Вторая же была в попытке объяснить все небесные явления с помощью закона всемирного тяготения. Лаплас хотел показать, что это закон управляет Солнечной системой. Хотя долгое время эта книга была главной книгой науки, но со временем еще теоретические и практические результаты были пересмотрены. Только в начале XX века Альберт Эйнштейн предложил альтернативную теорию, которая изменила концепцию гравитации и позволила разработать новую теорию Вселенной.

Эйнштейн при помощи исследований выявил связь, что с помощью ускорения можно сымитировать как рост гравитации, так и ее исчезновение. Эту связь ученый назвал принципом эквивалентности. Эйнштейн хотел решить две проблемы, которые существовали в законе всемирного тяготения, открытого Ньютоном, и, обнаружив эквивалентность гравитации и ускорения, он понял, что если ему удастся ввести ускорение в теорию относительности, то и гравитация появится в ней.

В течение следующих лет, Эйнштейн пытался ввести гравитационное взаимодействие в релятивистскую теорию. Решение было найдено летом 1912 года. Этим ответом на задачу оказалась теория поверхностей, созданная математиком Карлом Фридрихом Гауссом.

Для того чтобы выразить идеи Эйнштейна на языке Гаусса, математик Герман Минковский предложил четырехмерное псевдоевклидово пространство в качестве геометрической интерпретации пространства-времени специальной теории относительности. Позже при помощи теории о пространстве, которая была выдвинута Минковским, специальная теория относительности перешла к общей. В результате этого были сформулированы два утверждения:

— Траектория тела в гравитационном поле в четырехмерном пространстве принимает форму геодезической линии.

— Отношение между присутствием массы и формой четырехмерного пространства определяется уравнением:

Левая часть уравнения отражает, насколько пространство отклоняется от пространства Минковского, измеряя кривизну в каждой его точке. Правая часть тензор энергии-импульса, воплощающий энергию.

Уравнение Эйнштейна показывает нам, что в некоторой части пространства его кривизна пропорциональна числу и количеству матери, которая в нем имеется.

Итак, вопрос по поводу происхождения Солнечной системы, а также места, где находится Вселенная, являлся одним из трудных, который человечество пыталось решить. На данный момент сейчас актуальными являются основные понятия в гипотезе Канта — Лапласа и теория относительности Эйнштейна.

Литература:

1. Астрономия и космос — М.: РОСМЭН, 2015. — 96 с.
2. Скилакис Н., Жаркова А., Виноградова Л., Быстрова П., Якутов А., Ткачук М., Кравцова О. Наука. Величайшие теории Выпуск № 13, 2015 Еженедельное издание. — М.: ООО «Де Агостини», Россия, 2015. — 167 с.
3. Скилакис Н., Жаркова А., Клинг Д., Быстрова П., Якутов А., Ткачук М., МакГро О. Наука. Величайшие теории Выпуск № 1, 2015 Еженедельное издание. — М.: ООО «Де Агостини», Россия, 2015. — 175 с.