«Небулярная» (газовая) гипотеза Канта-Лапласа

Естественнонаучные взгляды философа И. Канта сформировались под влиянием идей Ньютона и Бюффона. Кант считал Вселенную (с центром на Сириусе) подчиненной строгой иерархии, возникшей под действием сил притяжения и отталкивания в первичной туманности (холодном облаке пыли). Поэтому ее возникновение и развитие он описывал по уровням — от планет до туманностей. Главная сила — всемирное тяготение, но могут быть и другие, еще неизвестные силы. Такова, например, предложенная им сила отталкивания, действующая на уровне отдельных частиц и проявляющаяся на начальных стадиях образования. Из-за действия химических сил при соединении частиц материя в пространстве может распределяться неоднородно. Чем больше плотность, больше и притяжение, и возникшие сгустки укрупнялись. По Канту, орбитальное движение планет возникло «после нецентрального удара частиц как механизма возникновения первичной туманности». В этом философ ошибся — движение могло начаться только при косом ударе туманностей. Он не делал большой разницы между планетами и кометами, даже предполагал, что у Земли может возникнуть хвост. Кант обсуждал действия, которые может вызвать теплота недр планеты. Он считал причинами, противодействующими стремлению к «равновесию», химические процессы внутри Земли (1754), которые зависят от космических сил и проявляются в виде землетрясений и вулканической деятельности. В предисловии к книге «Общая естественная история и теория неба, или опыт об устройстве и механическом происхождении всего мироздания на основании ньютоновских принципов» (1755) Кант писал: «Дайте мне материю, и я построю из нее мир!» .

Кант интересовался причиной возникновения орбитального движения планет. И в этом он не разделял точку зрению Ньютона о вмешательстве божественных сил и стремился отыскать естественные причины этого явления. Философ изучил все известные в то время данные о Солнечной системе, ее геометрические, кинематические, динамические и другие характеристики. солнечный бюффон планета Из анализа имеющихся данных Кант сделал удивительно верные выводы о возможности существования планет далее Сатурна и даже о том, что его кольца состоят из метеоритов, причем подобные кольца могут быть и у других планет. В одной из частей его книги была изложена позиция на возможность жизни на других планетах, для чего Кант собрал имеющиеся сведения о необходимых для жизни температуре, плотности веществ, силе тяжести. И хотя в обществе тогда были распространены идеи о жизни на звездах, планетах и кометах живых существ, он выделил в качестве пригодных для жизни только Венеру и Юпитер.

И в заключение Кант сделал три важных вывода:

• * существует зависимость частиц космического пространства от их веса;
• * возникновение случайных сгустков происходит при воздействии негравитационных сил;
• * необходима «критическая» масса, требующаяся для формирования случайных сгустков.

Кант предложил свою теорию не как философ, а как естествоиспытатель, осознававший, что она требует экспериментальной проверки Однако опубликовать работу сразу Кант не смог. Он договорился с издательством, которое вскоре обанкротилось, и работа осталась неопубликованной. Через восемь лет вышло краткое изложение трактата, не замеченное в научном мире.

Только в конце XVIII века ученик Канта, И. Гензихен, смог опубликовать гипотезу возникновения Солнечной системы и другие выдержки из трактата, дополненные примечаниями Канта.

В этой же брошюре Гензихен привел результаты наблюдений английского астронома У. Гершеля, который внес огромный вклад в развитие астрономии. Он регулярно проводил наблюдения за небом, изучал туманности, звездные скопления, двойные звезды. В 1781 году Гершель открыл планету Уран, через шесть лет — два его спутника, а еще через два года — два спутника Сатурна. Кроме того, он предложил первую модель Галактики. Исследования Гершеля подтверждали многие из гипотез Канта.

Главный недостаток космогонической гипотезы Канта был в том, что он все же недостаточно ясно объяснил причину начала движения планет по своим орбитам. Философ полагал, что это произошло «…после «нецентрального удара» частиц как механизма возникновения вращения первичной «туманности» «. Однако по закону вращательного момента каждая ударяющаяся частица при этом сама получала бы компенсирующее обратное вращение и в целом система продолжала бы оставаться в покое. Движение могло бы начаться только в случае косого удара двух туманностей.

В 1796 году французский математик и астроном Пьер-Симон Лаплас выдвинул теорию, несколько отличную от предыдущей. Лаплас полагал, что Солнце существовало первоначально в виде огромной раскаленной газообразной туманности (небулы) с незначительной плотностью, но зато колоссальных размеров. Эта туманность, согласно Лапласу, первоначально медленно вращалась в пространстве. Под влиянием сил гравитации туманность постепенно сжималась, причем скорость ее вращения увеличивалась. Возрастающая в результате центробежная сила придавала туманности уплощенную, а затем и линзовидную форму. В экваториальной плоскости туманности соотношение между притяжением и центробежной силой изменялось в пользу этой последней, так что в конечном счете масса вещества, скопившегося в экваториальной зоне туманности, отделилась от остального тела и образовала кольцо. От продолжавшей вращаться туманности последовательно отделялись все новые кольца, которые, конденсируясь в определенных точках, постепенно превращались в планеты и другие тела солнечной системы. В общей сложности от первоначальной туманности отделилось десять колец, распавшихся на девять планет и пояс астероидов — мелких небесных тел. Спутники отдельных планет сложились из вещества вторичных колец, оторвавшихся от раскаленной газообразной массы планет.

Вследствие продолжавшегося уплотнения материи температура новообразованных тел была исключительно высокой. В то время и наша Земля, по П. Лапласу, представляла собой раскаленный газообразный шар, светившийся подобно звезде. Постепенно, однако, этот шар остывал, его материя переходила в жидкое состояние, а затем, по мере дальнейшего охлаждения, на его поверхности стала образовываться твердая кора. Эта кора была окутана тяжелыми атмосферными парами, из которых при остывании конденсировалась вода.

Эти две теории взаимно дополняли друг друга, поэтому в литературе они часто упоминаются под общим названием как гипотеза Канта-Лалласа. Поскольку наука не располагала в то время более приемлемыми объяснениями, у этой теории в XIX веке было множество последователей.