Предчувствия и свершения. Книга 3. Единство

Теория Канта — Лапласа стала общепризнанной, вошла школьные учебники. Слабое место в ней нашел астроном Д. Джине. Джине хорошо владел математикой и физикой Он один из первых представителей комплексной науки астрофизики, изучающей астрономические явления с точки зрения физики. Джине отверг теорию Канта — Лапласа потому, что она противоречит одному из законов механики. Речь идет о законе сохранения вращательного движения. В изолированной системе в течение всей ее эволюции должна оставаться постоянной величина, служащая количественной характеристикой вращательного движения. Ее называют моментом количества движения. А эволюционирующая спиральная туманность, удаленная от других небесных тел, является практически изолированной. Значит, эта величина должна в ней быть всегда неизменной. Джине продумал модель Канта — Лапласа с этой точки зрения. Вот его вывод: оценки показывают, что начальное значение этой величины для туманности, якобы породившей Солнечную систему, вопреки закону сохранения, не соответствует распределению этой величины между Солнцем и планетами. Простая и изящная теория Канта — Лапласа не выдержала сравнения с опытом и должна быть отброшена.

Наука не может удовлетвориться отбрасыванием ошибочной теории. Она требует найти замену.

Случайная встреча

Замену нашел сам Джине. Он рассуждал так: в космическом пространстве могут случайно сблизиться две звезды. Сблизиться не настолько, чтобы столкнуться между собой под действием взаимного притяжения, но пройти так близко, что силы взаимного притяжения становятся большими. При этом прямолинейные траектории звезд искривляются, превращаются в гиперболы, обращенные одна к другой своими вершинами. Миновав вершины гипербол — точки их наибольшего сближения, — звезды опять разойдутся. Их траектории постепенно распрямятся, и звезды снова будут двигаться в мировом пространстве по прямым траекториям. Выйдут ли звезды после наибольшего сближения на гиперболы, уводящие их одну от другой, или столкнутся — зависит от начальных условий. От масс звезд и от первоначальных направлений и скоростей их движения. Образование звездных пар — двойных звезд при их сближении маловероятно. Это очень редкий пограничный случай, подобный курьезу, когда упавшая монета останется стоять на своем ребре.

Даже в том случае, когда две звезды, сблизившись на достаточно малое расстояние, разминутся, встреча не пройдет для них бесследно. Огромные силы взаимного притяжения вызовут в обеих звездах появление приливных волн. Приливные волны, как и волны океанских приливов на Земле, всегда возникают парами. На Земле они располагаются в противоположных концах диаметра, направленного вдоль линии, соединяющей центры Земли и Луны.

На сближающихся звездах высота приливных волн постепенно возрастает, и эти волны, как бы следя за партнером, приобретают форму спирали. Если звезды прошли достаточно близко, то уже на этой стадии возможен разрыв приливных волн с образованием огромных капель раскаленной материи. Такой разрыв может произойти и позже, так как огромная приливная волна не может втянуться в тело звезды как единое целое. Судьба отдельных частей приливной волны зависит от того, как высоко эти части поднялись над поверхностью звезды и какую скорость они приобрели при этом. Нижняя часть приливной волны вновь упадет на звезду. Средняя часть, распавшись на огромные сгустки, станет родоначальником планет, вращающихся вокруг своей оси и вокруг звезды по орбитам, мало отличающимся от круговых. Верхняя часть может породить кометы, движущиеся вокруг материнской езды по вытянутым эллипсам, а самая верхняя часть приливной волны способна безвозвратно уйти в космическое пространство.

Теория Джинса объясняла и происхождение спутников На каплях раскаленного вещества — протопланетах — тоже возникнут огромные приливные волны. Они в свою очередь разобьются на сгустки. Часть сгустков превратится в спутники центрального сгустка — будущей планеты. Часть упадет обратно на будущую планету. Третья часть упадет на центральную звезду.

Теория Джинса непринужденно объясняла, почему спутники и планеты Солнечной системы вращаются в одну и ту же сторону, из-за чего спутники планет и малые планеты стали твердыми, в то время как большие планеты остались жидкими: малые тела остывают быстрее крупных. Она объясняла даже возникновение пояса астероидов, находящегося между Марсом и Юпитером. Там, поясняет теория, находилась еще одна протопланета, но она двигалась слишком близко к Юпитеру, и его мощное притяжение разрушило эту протопланету.

Теория Джинса свободна от проблемы сохранения момента количества движения, ибо она исходит из того, что избыточный момент количества движения планет возник в процессе образования приливных волн и его величина может оказаться в полном соответствии с данными астрономов.