М. Субботин - Происхождение и возраст Земли

Таким образом, ни небулярную (такое название происходит от латинского слова небула — туманность) гипотезу Лапласа, рассматривающую Солнце вместе со всей планетной системой, как результат закономерного развития вращающейся туманности, ни катастрофические гипотезы, рассматривающие планеты как продукт столкновения (или почти столкновения) двух уже сформировавшихся звёзд, не удалось согласовать с наблюдаемыми фактами.

Изложенная нами вкратце история попыток раскрыть тайну происхождения Земли показывает, насколько труден этот вопрос. Мы видели, что приступить сколько- нибудь успешно к его решению стало возможным лишь после того, как в течение тысячелетий была проделана огромная предварительная работа. Только в последнее время накопленные наукой знания позволили сделать первые серьёзные попытки выяснить хотя бы общий характер процесса, приведшего к образованию планет, а в их числе и нашей Земли.

Когда мощность наших телескопов возрастёт в несколько сот раз (а что это со временем осуществится — сомневаться не приходится), то наша задача сильно упростится. Тогда мы сможем видеть планетные системы, окружающие ближайшие звёзды. Изучение этих систем, сравнение их между собой, сравнение их с нашей солнечной системой даст, без сомнения, очень много для выяснения процесса образования и развития планетных систем.

Но в настоящее время техника не даёт ещё возможности видеть другие планетные системы. Самое большее, на что сейчас можем рассчитывать, — это доказать, что такие планетные системы действительно существуют, что наше Солнце не является исключением. Кое-что в этом направлении уже сделано. За последние годы удалось установить, что некоторые из числа ближайших к нам звёзд испытывают очень небольшие периодические смещения. Такие смещения можно объяснить только притяжением небольших невидимых спутников, обращающихся около этих звёзд. Нужно только заметить, что во всех хорошо изученных случаях эти невидимые спутники оказывались значительно больше наших планет. Их масса оказывалась не меньше чем в 2–3 процента массы звезды, тогда как масса Юпитера — самой большой из наших планет—не составляет и одной десятой процента массы Солнца. Таким образом, пока удалось установить существование систем, ещё не совсем похожих на нашу, хотя, возможно, и не отличающихся от неё принципиально.

При этих условиях, т. е. при полной невозможности изучать в настоящее время другие планетные системы, приходится основываться только на том, что нам может дать внимательное исследование свойств нашей солнечной системы, и итти путём построения космогонических гипотез.

За полтораста лет, прошедших со времени появления небулярной гипотезы Лапласа, было предложено много космогонических гипотез. Как ни убедительно выглядели некоторые из этих гипотез при своём появлении, ни одна из них не выдержала продолжительной научной критики. Новые открытия наблюдательной астрономии, с одной стороны, детальный теоретический разбор — с другой, ещё и ещё раз показывали, что стоящая перед ними проблема очень сложна и что мы хотя и приближаемся к её решению, но своей цели ещё не достигли.

Конечно, работа, затрачиваемая на создание космогонических гипотез и на критический анализ этих гипотез, не пропадает даром. Даже отвергнутые наукой гипотезы всё же почти всегда правильно освещали какую-нибудь сторону вопроса, и потому от них остаются отдельные части, которыми наука может воспользоваться в своём дальнейшем развитии. С полной уверенностью можно сказать, что наука в вопросе о происхождении Земли находится на правильном пути, что часть этого пути, быть может, труднейшая, уже пройдена и что мы всё время продвигаемся вперёд.

В настоящее время наука пробует идти двумя разными путями. Возможно, что эти пути в будущем сольются, но пока каждый из них имеет своих сторонников.

Один путь ведёт свое начало от небулярной гипотезы Лапласа, или, вернее, от заложенной в ней мысли, что планеты являются продуктом внутренних процессов, сопутствующих нормальному развитию звезды. Другой путь, напротив, связывает происхождение планет с воздействием на развитие звезды внешних обстоятельств.

В основе первого пути лежит убеждение, что процесс образования планет нельзя рассматривать изолированно, — его надо изучать как часть неизмеримо более грандиозного процесса образования звёзд и тех гигантских 24 звёздных систем, известных под названием галактик, изучение которых теперь только начинается. Только поняв процесс развития этих звёздных систем, поняв процесс возникновения и развития отдельных звёзд, образующих эти системы, мы можем, согласно этой точки зрения, узнать, как около звёзд могли возникнуть планетные системы, как могла возникнуть наша солнечная система с присущими ей характерными особенностями и как, наконец, среди других планет могла образоваться наша Земля, имеющая также свои индивидуальные особенности.

Не следует думать, что такое расширение задачи делает её обязательно более трудной. Часто бывает, что общий процесс понять легче, нежели отдельную часть этого процесса, рассматриваемую вне связи с целым.

Во всяком случае, для изучения процесса развития звезды у нас есть богатейший фактический материл, так как мы имеем возможность изучать огромное количество звёзд, находящихся на самых разнообразных ступенях своего развития. Это позволяет как бы видеть весь путь развития звезды. Ведь для того, чтобы изучить развитие дуба, необязательно посадить желудь и ждать несколько столетий, пока выросший из желудя дуб разовьётся, начнёт дряхлеть и, наконец, обратится в гниющий пень. Вместо этого можно отправиться в лес, где имеются дубы всех возрастов — от чуть пробивающихся ростков до завершающих свой жизненный цикл деревьев. Вот этим-то путём и идёт наука, изучая развитие звёзд.

Мы знаем, что все звёзды состоят из одних и тех же химических элементов — тех самых, из которых состоит и наша Земля. Но физическое состояние вещества на различных звёздах совершенно различно. Есть очень горячие звёзды, у которых температура наружных слоёв превышает 30 000°. Есть и сравнительно холодные звёзды, излучающие тепло, как тело, нагретое примерно до 2 000°. Наше Солнце имеет промежуточную температуру: его внешние слои нагреты примерно до 6 000°. По направлению к центру Солнца температура быстро возрастает. Теоретические расчёты показывают, что в центре она должна достигать 20 миллионов градусов. Подобное возрастание температуры к центру имеет место во всех звёздах.

Ещё больше различаются звёзды по своим плотностям. Есть звёзды, средняя плотность которых в 40 000 раз больше плотности воды. Но существуют также звёзды, имеющие среднюю плотность в 100 000 раз меньше плотности воды (приблизительно в сто раз меньше плотности окружающего нас воздуха). Солнце и здесь находится между этими крайностями: его средняя плотность в полтора раза превышает плотность воды.