М. Х. Турсунов
06.06.2012 г.

  На главную раздела "Научные работы"





V. ПЛАНЕТЫ ГРУППЫ ЮПИТЕРА

И ЭВОЛЮЦИЯ СОЛНЕЧНОЙ СИСТЕМЫ


1. Механизмы вращения планет группы Юпитера


          Необходимость настоящего раздела продиктована тем, что он выполняет как бы роль организатора в формировании разрабатываемой нами теории и сплачивает разрозненные по механизмам вращения небесные тела в единое целое, дополняя её в то же время недостающими звеньями.

          Он посвящён двум самостоятельным вопросам: общей эволюции звёздно-планетных систем на примере Солнечной и формированию планет группы Юпитера, обладающих мощными газовыми оболочками или даже полностью состоящими из уплотнённой газо-пылевидной материи.

          Объединение их под одним названием обусловлено тем, что и те, и другие образуются из космических вихрей. Становление планет группы Юпитера по всем признакам напоминает ранний этап формирования Солнца, и их эволюция, как мы считаем, отстала от эволюции самого Солнца потому, что они возникли намного позже из отдельных обособлений вихревой материи, превратившейся в Солнечную систему.

          Таким образом, получается, что, с одной стороны, Солнце, образовавшись как центральная часть вихря, как бы возглавляет процесс формирования звёздно-планетной системы, а с другой, содержит среди своих планет аналог ранней истории своего формирования. Здесь трудно удержаться от соблазна сравнения образования звёздно-планетных систем с формированием семьи, где отец, дети, внуки, будучи иерархически соподчинёнными, в то же время по механизму своего образования однотипны. Кроме того, само возникновение вихря (например, спиральных галактик) напоминает ситуацию начала образования семьи при встрече двух взаимно гравитирующих потоков вещества, движущихся в произвольном направлении (т. е. под разными дирекционными углами) навстречу друг другу, что вскрывает глубокий философский смысл вселенского бытия.

          По вышеупомянутым причинам мы причисляем себя к числу сторонников «протосолнечной» гипотезы становления планет-гигантов и в данном разделе попытались привести свои доводы в её пользу.

          Вторая часть раздела является основной и впечатление гипотетичности механизмов начала эволюции вихрей, постепенно исчезая, приобретает в ней более конкретные, однозначные и убедительные очертания.

          В природе вращающих сил, зависящих от возраста системы (или, вернее, уровня эволюции), нами ранее были выделены четыре этапа (c. 35). Три последние — реактивный, электромагнитный и гравитационный — мы уже осветили в предыдущих разделах. Настоящий посвящён первому из упомянутых этапов — инерциальному. Следует здесь упомянуть также о том, что, говоря о вращении Марса, мы посвятили несколько строк механизмам вращения планет группы Юпитера, чтобы подчеркнуть, что Марс представляет собой переходный тип планеты, который по признаку воздействия Фобоса напоминает планеты группы Юпитера, а по наличию твёрдой коры — планеты земной группы.

          Таким образом, настоящая часть является логическим продолжением уже изложенного материала и, поскольку в ней рассматриваются вопросы возникновения космических вихрей, в определённой степени прокладывает мост между космогонией и космологией.


          Возникновение и эволюция космических вихрей. Изолированная рассеянная материя любой формы при отсутствии воздействия извне или крайне слабых внешних силах испытывает гравитационное уплотнение путём стягивания вещества к участку наибольшей плотности. Поскольку частицы вещества находились в движении (пусть беспорядочном), каждая из них обладала собственным количеством движения.

Пример изображения
Рис. 115. Пример возникновения
вращательного движения в газопылевидном
скоплении материи.
          При сокращении объёма общее количество движения, согласно закону сохранения импульса, останется тем же, что и прежде, т. е. происходит концентрация движения. При этом равные количества движения противоположных направлений компенсируют друг друга. Избыток приведёт к вращению весь сгусток относительно некоторой центральной линии — оси (рис. 115). Следует только отметить, что величина и плотность завихрений зависят от количества вовлечённого вещества, а их размах — от скорости полёта частиц.

          Но поскольку мы основываемся на изречении Декарта, что «в мире нет ничего, кроме движущейся материи», то должны признать, что возникновение вращательного движения из хаоса практически неприемлемо, ибо во Вселенной нет и никогда не было ни одной точки, которая не была бы подвергнута влиянию реальных сил, прежде всего гравитационных и электромагнитных. Значит, только в зависимости от преобладания той или иной из этих вездесущих сил может возникнуть вращательное движение.

          С другой стороны, следует учесть, что эти две разновидности сил действуют в противоположных направлениях, т. к. за счёт электромагнитных сил материальные тела отталкиваются друг от друга, а гравитационных — притягиваются. Поскольку, согласно закону сохранения энергии, последняя не может бесследно исчезнуть и возникнуть вновь, то нужно полагать, что пространство заполнено ими в определённой плотности и только изменение плотности (т. е. концентрации) той или иной энергии управляет движением в космосе.

          Наибольшую информацию о вращательном движении в космосе, кроме планет Солнечной системы, мы имеем от галактик, но размеры последних и расстояния до них так велики, что о характере их вращательного движения можно судить лишь только по их фотографическим изображениям. Судя по их неизменной при взгляде с Земли форме, они настолько удалены от нас, что происходящие со временем в них перемещения пока неподвластны человеку, продолжительность существования которого — лишь миг по сравнению с продолжительностью жизни галактик. Но, тем не менее, сравнивая отдельные галактики между собой, можно расположить их так, что каждая из них будет представлять собой различные уровни их эволюции (рис. 5).

          Картину их эволюции на основе системного анализа можно представить так. Вещество, отрывающееся от периферических частей вращающихся туманностей, протосолнц и звёзд за счёт центробежных сил, а также под воздействием торможения окружающими гравитационными и электромагнитными полями, распространяется в плоскости вращения этой туманности. При встрече с другими потоками таких же облаков любых размеров и направлений вступают в действие гравитационные силы этих двух порций, стремящиеся соединиться.

          На месте встречи зарождается новое завихрение или вращающаяся туманность, по принципу действия не отличающаяся от смерчей. Но обычные смерчи вращаются в сильном гравитационном поле Земли и затухают под воздействием сил трения с окружающим воздухом, а ещё быстрее — туманом, дождём или водой благодаря их повышенной «вязкости». Космические же завихрения не испытывают такие торможения и с той же скоростью, с какой образовавшие их потоки вещества неслись навстречу друг другу, начинают кружиться на месте, образуя вечный круговорот вещества. В дальнейшем, поскольку количество движения двух потоков сконцентрировалось в небольшом крутящемся пространстве, их скорость превращается в скорость кругового движения, которое беспрестанно сжимается к центру вихря.

          Судя по приведённым фотоизображениям, завихрения могут иметь двоякий характер. В том случае, когда две порции вещества встречаются на относительно близком расстоянии, происходит взаимное кружение головных частей этих потоков между собой и наибольшая плотность оказывается в центральной части вихря. В этом случае цепочную последовательность превращений вихря можно представить как рис. 5, п→р→х→т→ж→з→г→л→б→а.

          Если же они встречаются на относительном удалении друг от друга, то головные части не успевают вскружиться и проносятся мимо, но хвостовые части, гравитируя между собой, успевают сблизиться между собой и, взаимно затормаживаясь, образуют центр вихря. Под воздействием внутренней гравитации и взаимного трения, этот образовавшийся узел начинает стягиваться всё туже, т. к. головные части под воздействием собственного количества поступательного движения стремятся оторваться друг от друга, но силы внутренней гравитации не отпускают их, и они вынуждены совершать вокруг общего центра круговые движения наподобие того, как паук обволакивает свою жертву паутинами. Поэтому иногда на концах спиральных рукавов оказываются наиболее массивные и яркие сгустки вещества. В этом случае срабатывает второй механизм по принципу действия (рис. 5 м→о→в).

          В дальнейшем, по мере увеличения количества витков и роста размеров центральной части завихрения, картина спиральности постепенно приобретает форму кругов, дисков (видимая эллиптичность формы — чаще всего оптический эффект, зависящий от угла зрения) и, наконец, шарообразных очертаний с кольцами, как у Сатурна. Огромные количества движения, заключённые в первичных потоках вещества, сконцентрируясь в ограниченном пространстве, под воздействием сил внутренней гравитации, а также кручения волочением, приводят к продолжительному сжиманию вещества, вследствие чего с увеличением давления вещество вынуждено переходить в жидкое расплавленное состояние в своих центральных частях.

          Третий способ, в отличие от описанных, заключается в том, что поскольку сгустки материи любой формы, обращающиеся вокруг какой-либо оси, нельзя назвать хаотическим движением, то приобретение вращательного движения такими порциями материи должно происходить своим особым механизмом, причём, как мы склонны считать, наиболее универсальным. В реальности любой сгусток материи вовлекается в орбитальное движение непрерывно, ибо, как показано в следующей части, любое вращающееся тело вовлекает во вращение окружающее пространство и все тела, находящиеся в нём, до тех границ, пока его гравитационное поле не преодолевается более сильным соседним полем.

          Таким образом, если представить себе сгусток материи, совершающий круговое движение вокруг какого-нибудь центра и сгущающийся за счёт внутренней гравитации вокруг собственного центра (рис. 116), то нетрудно понять, что те частицы, которые находятся на наибольшем удалении от центра орбиты, обладают наибольшим количеством движения, а находящиеся на наименьшем расстоянии от центра орбиты — наименьшим.

Пример изображения
Рис. 116. Схема возникновения вращательного движения
за счёт количества движения поступательного.

          Поскольку при сгущении удалённые частицы стягиваются ближе к центру орбиты, то они получают, согласно закону сохранения количества движения, дополнительное ускорение, а частицы, находящиеся ближе к центру орбиты, стягиваясь, перемещаются не к центру, а, наоборот, от центра. Причём поскольку они обладали меньшим количеством движения, нежели удалённые, то при сгущении, с удалением от центра орбиты, они начинают замедляться. Таким образом возникает вращение вокруг центра сгустка.

          Так как этот процесс очень длительный, во всяком случае, продолжается до тех пор, пока гравитационное торможение окружающими телами не пересилит это постоянно ускоряющееся вращательное движение, то за это время сгущающееся газопылевое облако или любая другая материя переходит, начиная от центра к периферии, сначала в жидкое, затем в твёрдое состояние из-за всё усиливающегося уплотнения не только за счёт внутреннего гравитационного стягивания, но теперь и за счёт сжатия кручением. При этом из-за наибольшего ускорения частицы, находящиеся на наибольшем удалении от центра сгустка, как бы обволакивают частицы, находящиеся ближе к центру, что и проводит впоследствии к дифференцированному вращению.

          Именно таким образом, по всей вероятности, возникли планеты группы Юпитера (а в начальной стадии становления и все другие планеты), имеющие дифференцированное вращение, выражающееся в том, что наиболее удалённые от оси вращения близэкваториальные части вращаются быстрее. Так количество орбитального движения переходит в количество вращательного движения.

          Это, как мы полагаем, один из трёх наиболее вероятных для тел Солнечной системы способов возникновения вращательного движения за счёт сохранения количества движения поступательного.


          Превращение космических вихрей в небесные тела. Сжатие волочением приводит к уплотнению вещества в такой степени, что плотность газопылевого или плазменного материала достигает плотности расплава.

          Как известно, по законам вращательного движения по инерции, момент количества движения сохраняет свою величину в любом распределении масс и если масса сжимается вокруг центра вращения, то угловая скорость увеличивается, т. к. сохраняется линейная скорость. Мы, основываясь на фактах, а также их интерпретации, сделанной относительно вращения Земли, говорим, что в «протосолнечной» инерциальной эволюции планет наступает переходный момент, когда инерциальные силы под влиянием гравитационного торможения, создаваемого посторонними телами, исчерпывают себя, но планета продолжает вращаться и легко преодолевает при этом определённые тормозящие силы [9]. В зависимости от изменения последних вращение планеты то ускоряется, то замедляется, т. е. в этом случае вращение планеты становится похожим на действие автомобиля с работающим двигателем, который за счёт своего вращательного движения вырабатывает электрический ток. Этот ток, в свою очередь, способствует увеличению двигательной способности мотора. Чем быстрее вращается коленчатый вал, тем быстрее идёт охлаждение за счёт вентиляции (иначе, торможения), и поэтому машина всегда работоспособна. Вращающая сила расходуется при этом крайне экономно и, так или иначе, идёт на пользу.

          В нашем же случае, количество вихревого инерциального движения через миллиарды лет начинает переходить в энергию ядерных, атомных и молекулярных связей. Вращающееся сжатое вещество, частично превратившееся под действием высокой температуры в плазму в своей центральной части, где давление от сжатия максимально, постепенно начинает превращаться в мелкие капли жидкого расплава.

          В дальнейшем эта капля увеличивается в размерах. С переходом вращательной механической энергии в энергию связи вещества давление в центральной части плазменного облака достигнет некоторой максимальной величины и это превращение энергии будет регулировать равновесие на контакте жидкого вещества с газообразным, которое продолжится до исчезновения плазмы и принятия вращающимся плазменным облаком состояния звезды (огненного расплава).

          При больших объёмах в центральных частях этой расплавленной массы возникает твёрдое ядро за счёт всё увеличивающегося давления под воздействием механизма сжатия кручением.

          Во всех этих процессах за счёт послойного трения сжимающегося вещества, а также вращательного переноса заряженных частиц возникают электротоки, которые тем мощнее, чем ближе к поверхности, ибо здесь и скорости перемещения, и процессы трения высоки. Эти токи, хотя и отличаются от электротоков в индуктивной катушке своей прерывистостью, т. к. им приходится преодолевать огромные сопротивления вещества и пространства, являются всё же круговыми, ибо они существуют на любой части поверхности вращающегося тела, особенно вдоль экваториальной полосы. Они создают электромагнитное поле аналогично обычному соленоиду.

          Это и есть магнитный диполь вращающихся небесных тел.

          Как известно, магнитные поля планет группы Юпитера имеют противоположную относительно земного полярность [38, с. 48], ибо на Земле внешние слои (например, атмосфера) вращается медленнее, чем внутренние, и поэтому электротоки направлены с востока на запад, а на Юпитере и Сатурне внешние слои вращаются быстрее, чем внутренние. Именно поэтому приэкваториальные зоны их поверхности вращаются быстрее [163, с. 408; 164, с. 137]. Это является следствием того, что индуцирующие магнитные поля электротоки направлены туда же, куда движутся и поверхности самих планет.

          Выходит, судя по плотности (0,68), Сатурн является самой молодой планетой в Солнечной системе. Далее следуют Юпитер — 1,30, Уран — 1,32, Нептун — 1,84 (табл. 1).

          По расчётам Н. Г. Бочкарёва, «жидкое ядро Юпитера должно составлять 0,98 его радиуса (остальные 0,02 радиуса — газообразная атмосфера), из них около 0,8 радиуса должно быть ядром, содержащим металлизированный водород» [38, с. 49].

          Таким образом, по всем признакам, планеты-гиганты относятся к одному типу по механизму вращения небесными телами. К настоящему времени обнаружены кольца, наряду с Сатурном, также у Юпитера и Урана. По нашим предположениям, кольца представляют собой остатки головных сгустков материи второго типа вращающихся туманностей (см. выше), которые вращают центральную, основную часть системы. Подтверждением этому могут служить следующие слова: «…кольца Сатурна состоят из твёрдых частиц, многие из которых настолько малы, что рассеивают коротковолновые световые лучи сильнее, чем длинноволновые…» По исследованиям М. С. Боброва, «в состав колец входят также и частицы диаметром около 1 м» [165, с. 138].

          Сравнив эти сведения с изложенными выше в отношении Марса и Земли, можно считать, что со временем происходит перемена направления магнитных полюсов этого типа планет, но только один раз, когда за счёт потери скорости внешних слоёв происходит смена направления трения, т. е. когда внешние слои сначала выравниваются по скорости с внутренними, а потом начинают отставать за счёт приливного торможения другими небесными телами.

          К этому времени на поверхности огненного шара планет начинает формироваться кора, и если планета имеет спутники, генерирующие через механизм приливного трения электротоки, и если формирующаяся кора электропроводна, то планета будет иметь собственное дипольное магнитное поле (как на Земле и Меркурии) и соответственно этому самостоятельное вращение, а если нет, то её поведением будет управлять гравитационный механизм (как на Венере). Пример Солнечной системы убеждает нас, что вначале все вращающиеся небесные тела обладают магнитными полями и теряют их лишь потом со старением, что сопровождается потерей вращательного движения (подобно Луне).

          Вот тогда, когда планета полностью превратилась в расплавленное состояние, а позже обросла корой, она может считаться окончательно потерявшей вращающую силу инерциального типа, ибо твёрдая кора лежит мёртвым грузом на поверхности планеты. Если же у планеты имеется собственное дипольное магнитное поле, то её будет вращать именно оно через механизм взаимодействия с межпланетным полем, описанным нами ранее для Земли.

          В процессе сгущения материи в отдельных очагах могут возникать таким же способом и более мелкие вихревые обособления вещества, превращающиеся в планеты и спутники (рис. 116). Последние могут образоваться и другими способами. Любая планета при потере своего самостоятельного вращательного движения (например, как Венера) или его замедления (например, как Меркурий) теряет свои спутники, которые становятся планетами. У нас нет прямых доказательств, что Меркурий или Венера когда-то имели свои спутники, но утверждать, что в настоящее время они не способны удерживать спутники, мы не отказываемся.

          Спутники, безусловно, могут быть и приобретёнными, как, например, Фобос (похоже) или те, что обращаются вокруг своих материнских планет в обратном направлении (см. ниже).



В начало                               Продолжение
 

Добавить комментарий Сообщение модератору


Защитный код
Обновить