Гипотеза Канта-Лапласа - конспект -  Астрономия, Конспект из Астрономия
filizia
filizia11 June 2013

Гипотеза Канта-Лапласа - конспект - Астрономия, Конспект из Астрономия

PDF (157.0 KB)
3 страница
282количество посещений
Описание
Rybinsk State Academy of Aviational Technology. Лекции и рефераты по Астрономии. Переходя к изложению различных космогонических гипотез, сменявших одна другую на протяжении последних двух столетий, мы начнем с гипотез...
20очки
пункты необходимо загрузить
этот документ
скачать документ

Гипотеза Канта-Лапласа

Переходя к изложению различных космогонических гипотез,

сменявших одна другую на протяжении последних двух столетий, мы начнем

с гипотезы, впервые высказанной великим немецким философом Кантом и

спустя несколько десятилетий независимо предложенной замечательным

французским математиком Лапласом. Из дальнейшего будет видно, что

существенные предпосылки этой классической гипотезы выдержали

испытание временем, и сейчас в самых «модернистских» космогонических

гипотезах мы легко можем найти основные идеи гипотезы Канта — Лапласа.

Точки зрения Канта и Лапласа в ряде важных вопросов резко

отличались. Кант, например, исходил из эволюционного развития холодной

пылевой туманности, в ходе которого сперва возникло центральное

массивное тело — будущее Солнце, а потом уже планеты, в то время как

Лаплас считал первоначальную туманность газовой и очень горячей,

находящейся в состоянии быстрого вращения. Сжимаясь под действием силы

всемирного тяготения, туманность, вследствие закона сохранения момента

количества движения, вращалась все быстрее и быстрее. Из-за больших

центробежных сил, возникающих при быстром вращении в экваториальном

поясе, от него последовательно отделялись кольца. В дальнейшем эти кольца

конденсировались, образуя планеты.

Таким образом, согласно гипотезе Лапласа, планеты образовались

раньше Солнца. Однако, несмотря на такое резкое различие между двумя

гипотезами, общей их важнейшей особенностью является представление, что

Солнечная система возникла в результате закономерного развития

туманности. Поэтому и принято называть эту концепцию «гипотезой Канта

— Лапласа». Уже в середине XIX столетия стало ясно, что эта гипотеза

сталкивается с фундаментальной трудностью. Дело в том, что наша

планетная система, состоящая из девяти планет весьма разных размеров и

массы, обладает одной замечательной особенностью. Речь идет о необычном

docsity.com

распределении момента количества движения Солнечной системы между

центральным телом — Солнцем и планетами.

Момент количества движения есть одна из важнейших характеристик

всякой изолированной от внешнего мира механической системы. Именно как

такую систему мы можем рассматривать Солнце и окружающую его семью

планет. Момент количества движения может быть определен как «запас

вращения» системы. Это вращение складывается из орбитального движения

планет и вращения вокруг своих осей Солнца и планет.

Математически «орбитальный» момент количества движения планеты

относительно центра масс системы (весьма близкого к центру Солнца)

определяется как произведение массы планеты на ее скорость и на

расстояние до центра вращения, т. е. Солнца. В случае вращающегося

сферического тела, которое мы будем считать твердым, момент количества

движения относительно оси, проходящей через его центр, равен 0,4 MvR, где

М — масса тела, v — его экваториальная скорость, R — радиус. Хотя

суммарная масса всех планет составляет всего лишь 1/700 солнечной,

учитывая, с одной стороны, большие расстояния от Солнца до планет и с

другой — малую скорость вращения Солнца, мы получим путем простых

вычислений, что 98% всего момента Солнечной системы связано с

орбитальным движением планет и только 2% — с вращением Солнца вокруг

оси. Момент количества движения, связанный с вращением планет вокруг

своих осей, оказывается пренебрежимо малым из-за сравнительно малых

масс планет и их радиусов.

Найдем, например, момент количества движения Юпитера I. Масса

Юпитера равна M=2х1030 г (т. е. 10-3 массы Солнца), расстояние от Юпитера

до Солнца r=7,8х1013 см (или 5,2 астрономической единицы), а орбитальная

скорость v = 1,3х106 см/с (около 13км/с). Отсюда I=Mvr= 190х1048.

В этих единицах момент количества движения вращающегося Солнца

равен всего лишь 6х1048. Все планеты земной группы — Меркурий, Венера,

Земля и Марс — имеют суммарный момент в 380 раз меньший, чем Юпитер.

docsity.com

Львиная доля момента количества движения Солнечной системы

сосредоточена в орбитальном движении планет-гигантов Юпитера и

Сатурна.

С точки зрения гипотезы Лапласа, это совершенно непонятно. В самом

деле, в эпоху, когда от первоначальной, быстро вращающейся туманности

отделялось кольцо, слои туманности, из которых впоследствии

сконденсировалось Солнце, имели (на единицу массы) примерно такой же

момент, как вещество отделившегося кольца. Так как масса последнего была

значительно меньше массы основной части туманности («протосолнца»), то

полный момент количества движения у кольца должен быть много меньше,

чем у «протосолнца». В гипотезе Лапласа отсутствует какой бы то ни было

механизм передачи момента от «протосолнца» к кольцу. Поэтому в течение

всей дальнейшей эволюции момент количества движения «протосолнца», а

затем и Солнца должен быть значительно больше, чем у колец и

образовавшихся из них планет. Но этот вывод находится в разительном

противоречии с фактическим распределением момента количества движения

между Солнцем и планетами!

docsity.com

комментарии (0)
не были сделаны комментарии
Напиши ваш первый комментарий
это только предварительный показ
консультироваться и скачать документ
Docsity не оптимизирован для браузера, который вы используете. Войдите с помощью Google Chrome, Firefox, Internet Explorer 9+ или Safari! Скачать Google Chrome