Валерий Демин - Тайны Вселенной

2. Предшествующая рассмотренной стадии — аккреционная эволюция сконденсировавшихся частиц, движущихся по кеплеровским орбитам и образовывающих планетезимали, которые в результате продолжающейся аккреции увеличиваются в размерах. Эти планетезимали являются зародышевыми предшественниками тех массивных тел, которые в настоящее время имеются в Солнечной системе. Тем самым реконструируются химические и динамические свойства совокупности первичных твердых частиц.

3. Для возникновения движения твердых частиц по кеплеровским орбитам вокруг Солнца и протопланет необходимо, чтобы на стадии эволюции, предшествующей аккреции, произошел перенос углового момента от этих центральных тел к окружающей среде.

4. Стадия локализации газа и пыли, формирующая среду вокруг намагниченных центральных тел, в тех областях, где позднее благодаря процессам аккреции возникают планеты и группы спутников.

5. Формирование Солнца — первого центрального тела, образовывающегося путем аккреции из первичного облака, из которого впоследствии возникла вся Солнечная система.

Следующий шаг, который делает в анализе Альвен, — попытка определить, какие именно процессы активно протекали на различных стадиях эволюции, или по крайней мере привести примеры процессов, заслуживающих более пристального изучения. В данной области науки, как, впрочем, и в других областях, очень трудно полностью обойтись без спекулятивных догадок, но, высказывая эти догадки, необходимо всегда сохранять тесный контакт с физической реальностью. Иначе старый миф попросту заменится на новый.

Прежде всего важно осознать, что в момент образования Солнечной системы условия в нашей части космического пространства во многих отношениях отличались от сегодняшних, но при этом были справедливы те же самые общие законы физики. Твердые тела, включая мелкие частицы и пылинки, двигались тогда по кеплеровским орбитам, подобным теперешним. В космическом же пространстве находилась плазма, параметры которой наверняка отличались от современных, но это отличие вовсе не было таким уж кардинальным.

В согласии с изложенными выше принципами Альвен предпринимает попытку реконструировать позднейшую стадию эволюции планет и спутников. Он считает: есть достаточно веские причины полагать, что в течение последних 4 миллиардов лет ни химический состав, ни элементы орбит планет и спутников существенно не изменились. На поверхности Земли и некоторых других небесных тел происходила медленная геологическая эволюция, а что касается элементов их орбит, то главные их параметры испытывали так называемые «вековые изменения», представляющие собой периодические вариации в довольно узких пределах значений. Здесь имеются два исключения: приливные эффекты изменили орбиты Луны и Тритона — спутника планеты Нептун. Почти во всех других отношениях Солнечная система 4 миллиарда лет назад выглядела абсолютно так же, как и сегодня.

Датирование с помощью радиоактивных изотопов показало, что этому долгому и устойчивому периоду предшествовал другой (продлившийся, по всей вероятности, несколько десятков или сотню миллионов лет), во время которого сформировалась Солнечная система. Вещество, из которого сейчас состоят планеты и спутники, собралось воедино из некоторого раннего зародышевого или «планетезимального» состояния, когда оно было рассеяно в виде большого числа малых частиц. Последние двигались вокруг Солнца по кеплеровским орбитам, но при этом сталкивались друг с другом, и в результате в процессе аккреции возникли теперешние небесные тела. Кратеры, которые мы наблюдаем на поверхности Луны и других тел, представляют наглядные свидетельства «ливня» планетезималей, под воздействием которого эти тела выросли до своих современных размеров.

И действительно, сравнивая различные фотографии Луны, Меркурия, Марса и Фобоса, спутников планет-гигантов, полученные во время космических полетов, мы обнаруживаем, что кратерная структура их поверхностей настолько одинакова, что можно заключить следующее: все эти твердые тела развивались сходным образом и в некоторых отношениях соответствуют различным стадиям одного и того же процесса эволюции. Этот факт делает возможной реконструкцию истории Земли. По Альвену, Земля должна была пройти через стадию чрезвычайно небольшого тела, по размерам подобного, к примеру, Фобосу — самому малому из известных к настоящему времени небесных тел. На поверхности Фобоса имеется ряд кратеров, образовавшихся в результате падения планетезималей. Когда Фобос достиг своего теперешнего размера, все планетезимали в окружающем его космическом пространстве оказались исчерпанными. Для Земли же, однако, это состояние было лишь промежуточным этапом: дождь планетезималей продолжался, и Земля росла все больше и больше. Когда мы смотрим на Луну, то видим перед собой как бы «моментальный снимок Земли» в том возрасте, когда она нарастила за счет аккреции только 1 % своей теперешней массы. Меркурий и Марс соответствуют более поздним этапам «детства» Земли, когда масса ее составляла 4 %, и, затем, 10 % современного значения. Из этих «фотографий» можно заключить, что ранняя история Земли была довольно монотонной — это непрерывный дождь планетезималей.