Введение
Раздел астрономии, в котором изучаются вопросы происхождения и развития небесных тел, называется космогонией. Космогония исследует процессы изменения форм космической материи, приводящие к образованию отдельных небесных тел и их систем, и направление их последующей эволюции. Космогонические исследования приводят и к решению таких проблем, как возникновение химических элементов и космических лучей, появление магнитных полей и источников радиоизлучения.
Решение космогонических проблем связано с большими трудностями, так как возникновение и развитие небесных тел происходит столь медленно, что проследить эти процессы путем непосредственных наблюдений невозможно; сроки протекания космических событий так велики, что вся история астрономии в сравнении с их длительностью представляется мгновением. Поэтому космогония из сопоставления одновременно наблюдаемых физических свойств небесных тел устанавливает характерные черты последовательных стадий их развития.
Недостаточность фактических данных приводит к необходимости оформлять результаты космогонических исследований в виде гипотез, т.е. научных предположений, основанных на наблюдениях, теоретических расчетах и основных законах природы. Дальнейшее развитие гипотезы показывает, в какой мере она соответствует законам природы и количественной оценке предсказанных ею фактов.
Астрономы прошлого предложили множество теорий образования Солнечной системы, а в сороковых годах ХХ века советский астроном Отто Шмидт предположил, что Солнце, вращаясь вокруг центра Галактики, захватило облако пыли. Из вещества этого огромного холодного пылевого облака сформировались холодные плотные допланетные тела – планетезимали.
Происхождение Солнечной системы
Возраст наиболее древних пород, обнаруженных в образцах лунного грунта и метеоритах, составляет примерно 4,5 млрд лет. Расчеты возраста Солнца дали близкую величину – 5 млрд лет. Принято считать, что все тела, которые в настоящее время составляют Солнечную систему, образовались примерно 4,5–5 млрд лет тому назад.
Согласно наиболее разработанной гипотезе, все они сформировались в результате эволюции огромного холодного газопылевого облака. Эта гипотеза достаточно хорошо объясняет многие особенности строения Солнечной системы, в частности, значительные различия двух групп планет.
В течение нескольких миллиардов лет само облако и входящее в его состав вещество значительно изменялись. Частицы, из которых состояло это облако, обращались вокруг Солнца по самым различным орбитам.
В результате одних столкновений частицы разрушались, а при других – объединялись в более крупные. Возникали более крупные сгустки вещества – зародыши будущих планет и других тел.
Подтверждением этих представлений можно считать и метеоритную «бомбардировку» планет – по сути, она является продолжением того процесса, который в прошлом привел к их образованию. В настоящее время, когда в межпланетном пространстве метеоритного вещества остается все меньше и меньше, этот процесс идет значительно менее интенсивно, чем на начальных стадиях формирования планет.
Вместе с тем в облаке происходили перераспределение вещества, его дифференциация. Под влиянием сильного нагрева из окрестностей Солнца улетучивались газы (в основном это самые распространенные во Вселенной – водород и гелий) и оставались лишь твердые тугоплавкие частицы. Из этого вещества сформировались Земля, ее спутник– Луна, а также другие планеты земной группы.
В процессе формирования планет и позднее на протяжении миллиардов лет в их недрах и на поверхности происходили процессы плавления, кристаллизации, окисления и другие физико-химические процессы. Это привело к существенному изменению первоначального состава и строения вещества, из которого образованы все ныне существующие тела Солнечной системы.
Вдали от Солнца на периферии облака эти летучие вещества намерзали на пылевые частицы. Относительное содержание водорода и гелия оказалось повышенным. Из этого вещества сформировались планеты-гиганты, размеры и масса которых значительно превышают планеты земной группы. Ведь объем периферийных частей облака был больше, а стало быть, больше и масса вещества, из которого образовались далекие от Солнца планеты.
Данные о природе и химическом составе спутников планет– гигантов, полученные в последние годы с помощью космических аппаратов, стали еще одним подтверждением справедливости современных представлений о происхождении тел Солнечной системы. В условиях, когда водород и гелий, ушедшие на периферию протопланетного облака, вошли в состав планет-гигантов, их спутники оказались похожими на Луну и планеты земной группы.
Однако не все вещество протопланетного облака вошло в состав планет и их спутников. Многие сгустки его вещества остались как внутри планетной системы в виде астероидов и еще более мелких тел, так и за ее пределами в виде ядер комет.
Современные представления о происхождении Солнечной системы и Земли
Все построения гипотез о происхождении Земли вплоть до XX в. опирались главным образом на умозрительные заключения, в лучшем случае на законы механики. Начало нашего столетия ознаменовалось грандиозными открытиями в области физики и химии, крупными достижениями в астрономии и философии, возникновением таких новых разделов наук, как геохимия, геофизика и космохимия. Соответствующим образом увеличилось и число гипотез о происхождении Земли, причем в каждой из них трактовалась эта проблема по-своему, зачастую не учитывая данных других областей знания, хотя все науки об окружающем нас мире в конечном итоге опираются на представление о происхождении Солнечной системы и Земли.
На тесную связь наук о Земле с космогонией серьезное внимание обратил еще в 1949 г. О. Ю. Шмидт. За прошедшие более чем 30 лет космогония обогатилась выдающимися открытиями и многочисленными новыми данными. Однако теория происхождения Земли заметно изменилась лишь в самые последние годы.
Установлено, что происхождение Земли теснейшим образом связано с происхождением Солнечной системы, законы скопления и концентрирования веществ во Вселенной едины, едины и законы образования твердых тел, в том числе и планет. Современные представления о происхождении Солнечной системы берут начало от воззрений И. Канта (1755 г.) и П. Лапласа (1796 г.), которые считали, что Солнце и планеты возникли одновременно путем сгущения некоей первоначальной туманности. Согласно представлениям И. Канта первоначальная туманность была холодной (газово-пылевой), а П. Лапласа — горячей. В результате ее медленного развития образовалось центральное сгущение — Солнце» а затем планеты. И по И. Канту, и по П. Лапласу, образовавшиеся планеты первоначально представляли собой огненно-жидкие тела.
Напомним основные положения гипотез этих крупных философов, опираясь на высказывание в 1966 г. В. Бронштэйна. Гипотеза Лапласа, так же как и Канта, имела чисто механический характер. Он полагал, что при охлаждении вращающейся туманности происходит ее сжатие, а следовательно, и ускорение вращения (эффект «балерины»). Вращение туманности происходило все быстрее и, наконец, на экваторе центробежная сила уравнивалась с силой притяжения к ядру туманности. Частицы экваториального кольца уже не участвовали в сжатии туманности, и от экватора отделялось тонкое газовое кольцо. Действие центробежных сил приводило и к изменению формы туманности: она становилась все более сжатой у полюсов. По мере дальнейшего сжатия и ускорения вращения от экватора туманности продолжали отделяться новые кольца. Все они лежали почти в одной плоскости, имели кругообразную форму и были концентрическими по отношению друг к другу. Кольца разделялись на отдельные сгустки, которые вращались в ту же сторону, что и центральное тело — Солнце. В большинстве случаев один из сгустков был настолько массивен, что собирал своим притяжением всю или почти всю материю кольца. Так образовались планеты, бывшие вначале газообразными. Дальнейшая история планет напоминала историю Солнца: они тоже охлаждались и сжимались, отделяли кольца, и из этих колец образовались спутники планет.
Эволюция Солнечной системы
Теоретически планеты сформировались вместе с Солнцем приблизительно в одно время и находились в плазменном состоянии. Единая система сформировалась при гравитационных взаимодействиях, которые поддерживают ее в настоящее время. В дальнейшем планеты, как менее энергоемкие системы быстрее перешли к процессам ядерного и молекулярного синтеза, образованию коры и информационной эволюции.
Процесс остывания, потери энергии начался с периферии системы. Дальние планеты остывали раньше, материя переходила в молекулярное состояние, происходило формирование коры. Здесь к энергетической обусловленности процессов подключается внешний информационный фактор в виде космического излучения. Вот что писал В. И. Вернадский в 1965 году: …в истории планеты Земли — непрерывно, реально сталкиваемся с энергетическим и материальным проявлением Млечного пути — в форме космического вещества — метеоритов и пыли (что нередко учитывалось геологами) и материально-энергетическими, невидимыми глазу и сознательно человеком не ощущаемыми проникающими космическими излучениями. Другой авторитетный исследователь прошлого века Гесс в 1933 году доказал, что эти излучения — потоки — постоянно приносят на нашу планету, в ее биосферу элементарные частицы, вызывающие ионизацию воздуха, значение которых в энергетике земных оболочек первостепенное.
Образование коры планеты — энергоинформационное взаимодействие, после которого планетная система включается в процесс галактического информационного обмена. Следующий квант потери энергии планетной системой замещается повышением уровня информации, сохраняющего энергию. Биополимеры под повышенным внешним информационным воздействием образовывают сложные молекулярные конгломераты, развитие которых приводит к появлению живой клетки и органической жизни. Роль внешнего фактора при зарождении жизни давно обсуждалась учеными. Одна из первых версий была выдвинута Аррениусом (1859-1927 гг.), что среди космической пыли, рассеянной в вакууме должны находится бесчисленные споры — зародыши живого вещества, которые исходят из планет, земных планет, и на них вновь попадают в ходе времени. Другой версией был перенос живых существ при помощи метеоритов. Мы не отвергая эти версии склонны полагать, что основная передача не просто материальная, а материально-информационная, волновые и полевые воздействия.
Как для любой энергоинформационной структуры, для Солнечной системы характерно повышение информационного уровня организации материи при падении энергетического потенциала системы. Несомненно, что в процессе остывания дальних планет общий энергетический потенциал Солнечной системы был выше, чем сейчас, поэтому информационный уровень жизни дальних планет был, безусловно, ниже того, что мы наблюдаем сейчас на Земле.
Рост уровня информационных взаимодействий в Солнечной системе увеличивался по мере падения общего уровня энергии системы. Прием внешней информации дальними планетами произошел при соответственном взаимодействии внутреннего энергетического уровня системы и внешнего информационного уровня. В тот период галактическая система энергоинформационного обмена только приходила в равновесие. Далее по мере развития Солнечной системы и всей Вселенной энергоинформационный обмен обогащался информацией более высокого уровня, энергетический потенциал как отдельных информационных атомов (каким является Солнечная система), так и всей галактики снижался.
Возвращаясь к Солнечной системе необходимо отметить, что скорей всего эволюция дальних планет проходила в более сжатые сроки, поскольку скорость остывания их была выше. При этом высокий энергетический потенциал Солнечной системы не давал им прийти к равновесию. Все эти факторы, безусловно, не способствовали информационному развитию этих систем. Поэтому их развитие быстро достигло своего информационного пика, т.е. такого эволюционного состояния системы, когда плотная физическая материя, связывающая энергию уже не способна удерживать систему от энергетического распада. Это состояние энергетического минимума целостной системы. Начинаются процессы распада высших уровней организации материи с выделением энергии.
В масштабах Солнечной системы процессы распада идут очень долго, все шесть остывающих планет Солнечной системы (Плутон, Нептун, Уран, Сатурн, Юпитер, Марс) находятся в состоянии молекулярного распада, постоянного снижения энергетического уровня перехода энергии в физический вакуум. В дальнейшем процессы молекулярного распада переходят в ядерный распад, межъядерные расстояния сокращаются, образуется сверхплотная материя. На этих стадиях распада в вакуум выделяется максимальное количество энергии.
Строение Солнечной системы
Всего в солнечной системе выделяют восемь планет. Так называемые планеты земной группы – Меркурий, Венера, Земля и Марс являются внутренними планетами, в отличии от четырех планет гигантов, которые отделены поясом астероидов – Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Планеты земной группы в основном состоят из твердых веществ, в то время как внешние планеты – это в основном газовые планеты. Причем последние во много раз крупнее и массивнее.
Из-за чего именно образовался огромный пояс астероидов между внутренними и внешними планетами до сих пор остается загадкой, но ученые сходятся во мнение, что если бы не гравитационные поля Юпитера – то возможно они бы объединились в планету. Но догадок на этот счет очень много, некоторые даже считают, что пояс астероидов образовался из-за столкновения планеты с каким-то другим небесным телом.
Хотя строение солнечной системы казалось бы уже было изучено, однако ученые до сих пор вносят поправки, например в 2005 году была принята поправка в определении «что такое планета» из-за которой Плутон перестал быть планетой стал называться карликовой планетой, которых у солнечной системы довольно много.
Расположение планет Солнечной системы
Планеты в Солнечной системе располагаются по такой схеме:
Солнце > Меркурий > Венера > Земля > Марс > Пояс астероидов > Юпитер > Сатурн > Уран > Нептун
Список литературы
1. Концепции современного естествознания Аруцев Ермолаев Кутателадзе Слуцкий.
2. Естествознание и основы экологии Петросова Р.А. и др Уч пос 2007 -303с.
3. Эволюция допланетного облака и образование Земли и планет, М., 2009; Вуд Дж.
4. Дагаев М.М., Чаругин В.М. Книга для чтения по астрономии. М.: «Просвещение», 2008.
5. Происхождение и эволюция галактик и звезд/ Под ред. С.Б. Пикельнера.- М.: Наука, 2006.
Внимание!
Если вам нужна помощь в написании работы, то рекомендуем обратиться к профессионалам. Более 70 000 авторов готовы помочь вам прямо сейчас. Бесплатные корректировки и доработки. Узнайте стоимость своей работы
Бесплатная оценка
0
Размер: 11.02K
Скачано: 90
31.10.13 в 19:15 Автор:olka-dolechka
Понравилось? Нажмите на кнопочку ниже. Вам не сложно
, а нам
приятно
).
Чтобы скачать бесплатно Рефераты на максимальной скорости, зарегистрируйтесь или авторизуйтесь на сайте.
Важно! Все представленные Рефераты для бесплатного скачивания предназначены для составления плана или основы собственных научных трудов.
Друзья! У вас есть уникальная возможность помочь таким же студентам как и вы! Если наш сайт помог вам найти нужную работу, то вы, безусловно, понимаете как добавленная вами работа может облегчить труд другим.
Добавить работу
Если Реферат, по Вашему мнению, плохого качества, или эту работу Вы уже встречали, сообщите об этом нам.
