Лев Мухин - В нашей галактике

А между тем у Лапласа были все основания отстаивать свою точку зрения. Ко времени этой встречи вышло уже два издания его знаменитой книги «Изложение системы мира». В своей книге Лаплас показал, что вывод Ньютона о нарушении устойчивости Солнечной системы и грядущей катастрофе ошибочен. Именно после работы Лапласа и отпала необходимость привлечения божественного вмешательства. На вопрос Наполеона, оставляет ли он во Вселенной место для ее творца, Лаплас мог с полным основанием ответить: «Гражданин первый консул, я никогда не испытывал нужды в этой гипотезе».

Надо заметить, что Наполеон чрезвычайно высоко ценил Лапласа. В первые годы своего консульства он даже назначил пятидесятилетнего ученого министром внутренних дел в своем правительстве. Трудно сказать, на что рассчитывал будущий император Франции, решаясь на подобный шаг. То ли излишний либерализм, то ли уверенность в том, что человек, который «навел порядок» в Солнечной системе, наведет порядок и во Франции.

Величайший математик своего времени, человек, еще в конце XVIII века показавший возможность существования черных дыр, был министром лишь полтора месяца… «Первоклассный геометр тут же показал себя весьма скверным администратором… Лаплас… в конце концов принес в управление дух бесконечно малых величин», — не без чувства юмора писал в своих мемуарах Наполеон.

Хорошо известно, что Лаплас всегда посвящал свои научные труды сильным мира сего. Поэтому, лишив его должности министра, Наполеон все-таки оставил Лапласу кресло сенатора. Именно с этого кресла Лаплас впоследствии одним из первых проголосовал за изгнание из Франции своего благодетеля.

Но нас прежде всего интересует небулярная теория происхождения Солнечной системы, или, как ее еще называют, теория Канта — Лапласа. Последнее название привилось в науке уже много лет спустя после смерти Лапласа. Сам он считал себя единственным основоположником теории эволюции Солнечной системы, но гениальное предвидение Канта не могло не оставить следа в истории науки, и сейчас, когда мы говорим о происхождении семьи планет, мы используем термин «модель Канта — Лапласа».

Бесспорной заслугой Лапласа явилось построение изящной математической модели Солнечной системы с использованием закона всемирного тяготения Ньютона. Он широко пользовался данными наблюдательной астрономии, в частности В. Гершеля. Поэтому некоторые принципы его теории не потеряли до настоящего дня своего значения.

Посмотрим, к чему же сводятся основные черты модели Канта — Лапласа. Солнце по этой модели возникло в результате сжатия огромного вращающегося облака. «В первоначальной стадии… — пишет Лаплас, — оно (Солнце. — Л. М. ) представляло собой туманность, состоящую, как это видно в телескопы, из ядра, окруженного туманным веществом… Сгущаясь на поверхности ядра, такая туманность преобразуется в звезду».

Как мы видим, вполне современная точка зрения на образование звезд из сжимающейся прототуманности. Но как же по мере сжатия прото-Солнца образовывались планеты?

Лаплас полагал (и, кстати говоря, совершенно справедливо), что молодое Солнце «было некогда окружено колоссальной атмосферой». Только теперь, почти двести лет спустя после выхода в свет книги Лапласа, мы знаем, что под «атмосферой» следует понимать оставшуюся после образования Солнца часть туманности. Из этой «атмосферы» на различных стадиях сжатия Солнца, по мнению Лапласа, отрывались, формировались кольца, вращающиеся вокруг Солнца. Затем кольца разрывались на отдельные части, и если одна из них была достаточно велика, чтобы притянуть к себе в соответствии с законом всемирного тяготения другие, кольцо могло преобразоваться в планету. Так Солнце последовательно сбрасывало с себя кольца вещества, которые затем превратились в планеты.

В этом и состоит суть идеи великого французского математика. Я специально достаточно подробно остановился на небулярной модели Канта — Лапласа, поскольку многие новейшие теории в той или иной мере включают в себя старые идеи.

Спустя почти сто лет, в начале XX века, ученые вновь стали разрабатывать «катастрофические модели» образования планет. Здесь особенно «постарались» два чикагских физика Ф. Мультон и Т. Чемберлин, которые, исследуя сжатие вращающегося облака газа, установили ряд слабых мест в теории Лапласа.

Основная претензия к гипотезе Канта — Лапласа состояла в следующем. В физике существует такое понятие, как момент количества движения. Чтобы лучше уяснить себе физический смысл этой величины, рассмотрим следующий пример. Все мы хорошо знаем один из элементов фигурного катания — вращение спортсмена вокруг собственной оси. Этим эффектным номером часто фигурист заканчивает свое выступление. Я здесь хочу обратить внимание на некий тонкий момент (и в буквальном и в переносном смысле слова). Начинает вращение фигурист довольно медленно с широко расставленными руками. А затем он увеличивает скорость вращения, используя лишь один прием — приближая руки к оси вращения. Делает спортсмен это по-разному: может поднять их вверх, сомкнув над головой, может прижать к бокам. Эффект один — скорость вращения резко возрастает. В чем здесь дело?