Наука Плоского мира

К середине ХХ века стало очевидным, что и эта концепция примерно так же правдоподобна, как и теория Канта – Лапласа. Если извлечь горячий газ из атмосферы звезды, то он вовсе не превратится в планеты, а рассеется в бездонных глубинах межзвездного пространства, пропадет, словно капля чернил в бурном море. К тому времени астрономы уже немного лучше представляли происхождение звезд, и возникло понимание, что планеты могли появиться в результате сходных процессов. Солнечная система – это не Солнце, со временем обзаведшееся маленькими подружками-планетами, нет, она составляла единое целое с самого начала. И это единое целое было диском. Больше всего, по всей видимости, оно напоминало Плоский мир. Только этот диск возник как облако, а затем превратился во множество шаров (см. Третье правило Думминга).

До того как диск сформировался, Солнце и система окружающих его планет существовали в виде случайных клочков межзвездного газопылевого облака. Серия скачкообразных изменений спровоцировала коллапс пылевого облака, и все это устремилось в общем и целом в центральную точку; именно «в общем и целом», а не все вообще. Что необходимо для подобного сжатия, так это случайная концентрация в какой-либо области: ее гравитация начнет притягивать другую материю. Случайные колебания вполне могут вызвать что-нибудь такое, если вы дадите им немного времени. Но как только процесс пошел, он протекает на удивление быстро, занимая всего лишь какие-то десятки миллионов лет от начала до конца. Сперва сжимающееся облако имеет более-менее сферическую форму. Но поскольку оно вращается вместе со всей галактикой, его внешний (по отношению к центру галактики) край начинает двигаться медленнее, чем материя, расположенная внутри. Закон сохранения углового момента гласит, что с началом сжатия облако должно начать вращаться, и чем сильнее сжатие, тем выше скорость вращения. По мере роста скорости вращения облако все больше расплющивается, становясь похожим на блин.

Более детальные расчеты показывают, что приблизительно в центре этого «блина» формируется плотный комок, вбирающий в себя все большую часть материи. Это ядро уплотняется, гравитационная энергия преобразуется в тепловую, и его температура быстро растет. Когда она становится достаточно высокой, начинаются ядерные реакции, и наш комок становится звездой. Тем временем, как и предполагал Кант, материя остального диска подвергается случайным соударениям и соединяется, не слишком заботясь о порядке. Некоторые такие сгустки получают весьма замысловатые орбиты, а то и вовсе выталкиваются из облака. Большинство же ведут себя благонамеренно и становятся достойными всяческого уважения планетами. Демоверсия того же процесса позволяет им обзавестись спутниками.

С точки зрения химии тут все сходится. Планеты, оказавшиеся неподалеку от Солнца, разогреваются настолько, что на них не может существовать вода в твердом состоянии. Однако подальше (примерно на орбите Юпитера, если говорить о газопылевом облаке, подходящем для зарождения Солнца) вода уже вполне может существовать в виде льда. Эта разница очень важна для понимания химического состава планет. Картина становится ясной в общих чертах, если обратить внимание всего на три химических элемента: водород, кислород и кремний. Если не считать гелия, который все равно не вступает в химические реакции, водород и кислород – самые распространенные химические элементы во Вселенной. Кремний, конечно, не столь распространен, но тоже довольно обычен. Когда он соединяется с кислородом, получаются силикаты, то есть – камни. Но даже если кислород вступит в реакцию со всем имеющимся кремнием, все равно 96 % его останется свободным. И именно они и соединяются с водородом, образуя воду. Водорода в тысячи раз больше, чем кислорода, поэтому теоретически весь кислород, который не пошел на образование камней, окажается связанным в виде воды. Следовательно, наиболее распространенное химическое соединение нарождающегося диска – это вода.

Ближе к звезде вода будет находиться в жидком или даже газообразном состоянии, но начиная с орбиты Юпитера – в твердом. Если планета конденсируется в области, где имеется большое количество льда, планета может вобрать в себя много этого вещества. Поэтому планеты по мере удаления от Солнца становятся все крупнее и «ледянистее» (по крайней мере до какого-то расстояния). Чем ближе к звезде, тем планеты меньше и «каменистее». В свою очередь, «большие парни» начинают использовать преимущество в весе, постепенно становясь еще крупнее. Все, что по крайней мере в десять раз превышает массу Земли, притягивает и удерживает два самых распространенных химических элемента диска, то есть водород и гелий. Большие шары впитывают в себя дополнительную массу в виде этих двух газов, а также химические соединения типа метана и аммиака, существующие неподалеку от звезды в виде летучих газов.