Гипотезы происхождения Солнечной системы

Московский государственный 

педагогический университет

 

 

 

 

 

 

Реферат

 

 

 

«Гипотезы происхождения Солнечной системы».

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СОДЕРЖАНИЕ

Введение. На пути к « теории всего» 3

Глава I . Представления  древних  о  возникновении  и  строении     Солнечной  системы ………………………………………………. 4

Глава II. Научные гипотезы происхождения и строения Солнечной системы

1. От Коперника до И.Ньютона 8
2. Гипотеза Лапласа………………………………………………11
3. Гипотеза О.Шмидта 14
4. О первых "днях" Земли. 16

2.5.Появление  и развитие звёзд из газово- пылевых    облаков 18

Глава III.Современные    гипотезы    о    происхождении    и    будущем    развитии окружающего мира……………………………..20

Заключение 22

Список  использованной литературы 24

 

Этот большой мир существует независимо от нас, людей, и стоит перед нами как огромная вечная загадка, по крайней мере, отчасти, нашему восприятию и нашему разуму.

АЛЬБЕРТ ЭЙНШТЕЙН

ВВЕДЕНИЕ. НА ПУТИ К «ТЕОРИИ ВСЕГО»

Академик Я.Б.Зельдович  как-то говорил о двух волнах расцвета физики, астрономии и других наук. Первая была в начале века и в конце концов ответила на вопрос: «Как устроены атомы?» На пороге XXI века исследователи пытаются получить ответ на вопрос: «Как и из чего устроена Вселенная?»

Когда космологи  начинали строить модель Вселенной, специалисты по элементарным частицам занимались своими делами, на первый взгляд, по своим масштабам весьма далеким от процессов сотворения мира. Но так только казалось. К 70-м годам нашего века им удалось построить единую теорию сильных и слабых взаимодействий, наметить основные принципы построения теории, в которую бы как части единого целого вошли все фундаментальные взаимодействия полей — сильное, слабое, электромагнитное и гравитационное.

А это, в свою очередь, позволило приступить к  математическому описанию тех процессов, которые должны были протекать на самых ранних стадиях возникновения Вселенной. Казалось, еще немного, и можно будет в подробностях описать, что же было тогда, когда еще ничего не было...

Но тут, как  это часто бывает, начались непредвиденные осложнения. Оказалось, что мы до той поры не сможем окончательно разобраться в моменте образования Вселенной из единой точки и даже сказать, был ли такой момент вообще, пока не разберемся в тех силах и процессах, которые происходят вокруг нас в настоящее время.

Процессов этих множество: проблемы старения живых  организмов, проблемы перемещения в  космическом пространстве, даже, в  конце концов, строение этого самого пространства со всеми его «черными дырами», «червоточинами» и прочими феноменами последнего времени. И все завязано в единый тугой клубок, который ныне осторожно пытаются распутать ученые самых разных специальностей. Причем чем дольше они работают, тем сильнее начинают понимать, что рубить с плеча этот гордиев узел никак нельзя - слишком многое поставлено на карту, в том числе и существование самой земной цивилизации.[6]

Люди далеко не во всем еще разобрались до конца. Хотя споры по той или иной проблеме ведутся уже многие века и даже тысячелетия. Поэтому попытка осмыслить столь фундаментальные проблемы, изучить и систематизировать имеющиеся материалы по вопросам возникновения и развития Солнечной системы, а в дальнейшем, возможно, в своей будущей профессии заниматься какими-либо аспектами проблематики, прямо или косвенно с ней связанными, определяют выбор и интерес к данной теме.

Глава I. ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ДРЕВНИХ О ВОЗНИКНОВЕНИИ И УСТРОЙСТВЕ СОЛНЕЧНОЙ СИСТЕМЫ

Представим такую  картину. Некто добрался до края Земли  и с изумлением взирает, просунув голову в отверстие, на открывшийся перед ним вид — звезды, планеты, спутники... Так древние представляли себе окружающий мир: плоская, словно блин, Земля, накрыта хрустальным куполом неба, по которому разбросаны серебряные и изумрудные звезды.

Впрочем, у разных народов и в разные времена  представления немного отличались. Скажем, древним вавилонянам Земля представлялась в виде острова, окруженного океаном. Небо — твердым куполом, опирающимся на земную твердь и отделяющим «нижние воды» океана от «верхних» — выпадающих в виде Дождя. В куполе имелось двое ворот. Солнце выходило из восточных поутру и к вечеру скрывалось за западными. Ночью же оно двигалось под Землей в обратном направлении.

Недалеко ушли от жителей  Древнего Вавилона и астрономы Древнего Египта. Их Вселенная имела вид большой долины, вытянутой с севера на юг. В центре долины располагался сам Египет. Сверху долину прикрывало небо — большая крыша, к которой прикреплялись светильники звезд...

В Древнем Китае  считалось, что Земля имеет форму плоского прямоугольника, похожего на закрытую книгу. А над ним был укреплен на столбах небесный свод...

По мнению древних, Земля покоилась на спине трех гигантских слонов, а слоны стояли на трех черепахах. И наконец, черепахи опирались на трех китов, плавающих в океане.[3]

Вот, оказывается, откуда пошли  понятия, которыми мы пользуемся и в  наши дни. «На краю Земли», «небесная твердь», «на трех китах» — все эти и многие другие выражения берут свое начало от представления древних об устройстве Земли. Подобные представления были неудобны тем, что не отражали движения небесных тел. Ведь кроме Солнца и Луны, как вскоре было замечено, по небосводу могут перемещаться и некоторые другие планеты — Марс, Венера, Юпитер. Поэтому древнегреческий ученый Пифагор и его ученики разработали новую схему устройства Вселенной, которая впоследствии получила название пиро-центрической (то есть имеющей в центре огонь, по-гречески «пирос»). Вокруг священного огня они разместили концентрические, входящие друг в друга, словно матрешки, прозрачные сферы. К одной сфере была прикреплена Земля, к другой — Луна,  к  третьей  —  Солнце  и т.д.   Сферы  могли  прокручиваться  друг относительно друга, и таким образом в глазах наблюдателя небесные тела приобретали движение...

Всего таких сфер, по мнению последователей Пифагора, должно было быть круглое число — десять. Но поскольку, кроме Земли, Солнца и неподвижных звезд, для которых отводилась особая сфера, древним грекам было известно лишь пять планет, то одну недостающую им пришлось выдумать. И они назвали ее «противоземля». Имея в виду, наверное, что это небесное тело составляет некий небесный противовес нашей планете.

Эту схему, в свою очередь, еще несколько раз совершенствовали другие ученые древности. Например, философ Фалес учил, что все существующее в природе — и Земля и небо — возникло из одного «первоначального» элемента — воды. Другие ученые считали таким «первоначальным» элементом огонь или воздух. Во II веке до н.э. Гераклит высказал мысль, что Вселенная никогда никем не была создана, она всегда была, есть и будет, что в ней нет ничего неизменного — все движется, изменяется, развивается. Эта замечательная мысль впоследствии легла в основу современной науки. Аристотель полагал, что в мире, кроме тех четырех стихий, с которыми человек встречается каждый день — земли, воды, 
воздуха и огня, — есть еще и пятая, невидимая. Она была названа «эфир». Так вот, данным эфиром и заполнено все пространство между сферами. А поскольку обычное состояние эфира — движение, то он же и приводит в действие небесные сферы. Причем, как отмечал сам Аристотель, «высшие области неба, более совершенные, содержащие в себе неподвижные звезды, имеют наиболее совершенное движение — всегда направо. Что же касается части неба, ближней к Земле и поэтому менее совершенной, то она служит местопребыванием менее совершенных светил, каковыми являются планеты. Эти последние могут двигаться не только направо, но и налево...»[3]

В самый центр Вселенной  Аристотель поместил Землю. «Солнце  и планеты обращаются вокруг Земли, находящейся неподвижно в центре мира», — считал он. Такая система получила название геоцентрической (от греческого «геос», что в переводе означает «Земля»).

Однако и у этой схемы  оказалось немало слабых мест. Например, наблюдатели заметили, что время от времени Венера и Марс становятся значительно ярче, то есть, похоже, они приближаются к Земле.

Пытаясь объяснить этот факт, Гераклит Понтийский предположил, что  Венера и Меркурий вращаются по окружности, в центре которой находится Солнце. А уже вместе с ним планеты обращаются вокруг Земли...

Такое усложнение не понравилось даже друзьям Гераклита. И, в конце концов, Аристарх Самосский предложил схему, которая многим понравилась гораздо больше. Он вспомнил о пироцентрической системе и решил вернуться к ней. Но с одним усовершенствованием. «Раз уж в центре системы должен быть огонь, то давайте поместим сюда Солнце. Вон оно, какое горячее, всех согревает...»

Так на свет появилась первая гелиоцентрическая система. («Гелиос» в переводе с греческого означает «Солнце»). Аристарх Самосский, как это хорошо знают современные ученые, попал в самую точку, предложив правильную схему строения Солнечной системы.

У теории Аристарха вскоре выявился недостаток — «ахиллесова  пята», как выражались те же самые древние греки. Согласно учению Аристарха, получалось, что все планеты должны обращаться вокруг центрального небесного тела — Солнца. И это обращение должно быть равномерным. Однако по наблюдениям астрономов небесные тела вели себя вовсе не так разумно, как предполагал Аристарх. Они то ускоряли свое движение, то замедляли его... А некоторые даже описывали на небосводе замысловатые петли...

Ответ на этот вопрос не нашли ни сам Аристарх Самосский, ни его ученики. И об этой теории стали постепенно забывать, предпочтя ей другую. Совершенно неправильную на наш сегодняшний взгляд, но более пригодную для практических целей того времени. Разработал эту систему Клавдий Птолемей. Он «вернул» Землю в центр мира. При этом, однако, он сумел сделать то, что до него не удавалось никому. Птолемей разработал методы, пользуясь которыми можно было достаточно точно рассчитать положение любой планеты наперед.[5]

Правда, согласно расчетам, проведенным недавно на компьютере американским исследователем Р.Ньютоном, получается, что время от времени Птолемей не стеснялся и «подгонять» астрономические данные, чтобы они получше согласовывались с его расчетами. Однако сегодня уже трудно судить, были ли эти ошибки злонамеренными, или Птолемей просто верил в непогрешимость своих подсчетов, «подправлял» под них наблюдательные данные.[6]

Вполне возможно, что учение Птолемея постигла бы судьба других — его бы вскоре заменили более совершенным, но в историю вмешалась еще одна, если не всемогущая, то очень могущественная сила — церковь. Теория Птолемея, ставившая в центр Вселенной Землю, устраивала церковников, видевших в ней «научное» подтверждение исключительности нашей планеты. «Да будет свет!» — сказал однажды Бог, и вокруг стало светло. И увидел Бог, что это хорошо, и отделил свет от тьмы. Еще он сотворил небо и землю, звезды и планеты, а также много чего (и кого) другого, включая наших прапрапредков. Так рассказывает о сотворении мира всего за неделю Библия — одна из древнейших книг мира, создавать которую начали свыше 5000 лет назад. Однако в этом солидном томе, насчитывающем свыше 1500 страниц, так и не нашлось места для четких ответов, например, на такие вопросы: «Кто такой Бог? Откуда он появился? Почему он вдруг решил создать нашу Вселенную? Как именно он это сделал?..» Люди верующие отвечают на подобные вопросы примерно так: «Бог всемогущ, он всегда может сотворить любое чудо...»

Учение Птолемея продержалось необычайно долго — свыше 1500 лет. Оно стало основополагающим во всех христианских странах. Лишь на Востоке кое-кто позволил себе думать иначе.[3]

Западная Европа в эпоху  раннего средневековья представляла собой унылую картину. Даже в крупных городах того времени — Лондоне, Париже, Берлине и других — жизнь вовсе не бурлила, как в свое время в Афинах, Риме или Александрии, а протекала тихо и незаметно, направляемая опытной рукой отцов церкви.

Центр культуры и науки перемещается на Восток. Столица арабского государства-халифата — Багдад — славилась своими дворцами, базарами и... учеными. Арабские купцы, ведя активную торговлю, то и дело снаряжали караваны верблюдов и морские суда. А чтобы они не сбивались с пути, проводники должны были уметь ориентироваться днем по Солнцу и окрестным приметам, а ночью по звездам и прочим небесным телам. Практические потребности подталкивали мысль ученых, изучавших труды Аристотеля и Птолемея в арабских переводах. И среди них нашлись мыслители, которых снова и снова занимал вопрос, что же расположено в центре мироздания — Солнце или Земля? Одним из них был великий среднеазиатский ученый Абу Рейхан Мухаммед ибн Ахмед аль-Бируни. Ознакомившись с трудами Аристотеля и Птолемея, Бируни в конце концов пришел к выводу, что древние греки неправы. В центре мироздания правильнее и удобнее для практических расчетов поместить не Землю, а Солнце! Бируни написал ряд научных трудов по географии и астрономии. Ему удалось даже разработать и использовать на практике метод определения радиуса Земли.

В то время расстояния разъединяли людей. И в средневековой  Европе еще долгое время никто и не слышал о Бируни. Здесь устои теории Птолемея, а заодно и самой церкви подорвал ни кто иной, как сын купца из польского города Кракова, родственник епископа и сам каноник Николай Коперник.[6]

 

Глава II. НАУЧНЫЕ ГИПОТЕЗЫ ПРОИСХОЖДЕНИЯ И СТРОЕНИЯ СОЛНЕЧНОЙ СИСТЕМЫ

2.1. 0т Н.Коперника до И.Ньютона

Поначалу Коперник собирался всего лишь усовершенствовать  теорию Птолемея. Но чем тщательнее изучал звездное небо, чем больше копался в старых книгах, тем больше росла в нем уверенность, что Птолемей заблуждается. В центре мироздания находится Солнце, а Земля - всего лишь один из его спутников, и вовсе не неподвижный. Она вращается вокруг своей оси. Именно таким, сложным двойным движением, и объясняются видимое вращение небесного свода, запутанное и непонятное движение планет, поведение Солнца. Ушло на это тридцать лет его жизни, годы упорного труда, остроумных выводов и сложнейших математических расчетов. Но не во всем Коперник оказался прав. Так, он считал, что планеты движутся по правильным окружностям (на самом же деле, по эллиптическим орбитам), полагал, что звезды совершенно неподвижны... Но новая система прочно вошла в сознание современников, и запоздалые санкции церкви ничего не могли уже изменить.[1]