A kozmogóniai hipotézisek a főtárgy keretein belül magyarázatot adnak a Föld, a Naprendszer, a Galaxis és az Univerzum eredetére és fejlődésére [1] . A korlátozott tudományos ismeretek miatt a legkorábbi hipotézisek (mivel a Földet tekintették az egyetlen bolygónak) bolygónk, a szárazföld és az óceánok megjelenését írták le (a mai napig ez a mitológia különféle vallási szövegekben összpontosul, amelyek tekintélyükkel megerősítik az ilyen hipotéziseket) .
A 18-19. században, amikor az égi állapotukban egyenlő nagyméretű bolygókból álló Naprendszer léte ismertté vált, a csillagászok és fizikusok a newtoni mechanika alapján hipotéziseket dolgoztak ki a bolygórendszerek - a miénk és a bolygórendszerek - kialakulásáról. lehetséges más csillagokban. Ahogy az Univerzumról alkotott elképzelésünk tovább bővült, az ilyen hipotézisek hatóköre kiterjedt a Galaxisra és a galaxishalmazokra (1960-as évek), az Univerzum nagy léptékű szerkezetére és az eredeténél jelentkező kvantumhatásokra [1] . A kozmogonikus hipotézisek fejlődési láncolata még ma sem tekinthető teljesnek, de utólag egy-egy befejezett hipotézis és új, még kialakuló hipotézisek kilátásai tekinthetők.
A kozmogonikus hipotézisek bemenete az anyag kezdeti állapota (összetétel, sűrűség, differenciálódás) és a hipotézisek szerzője által ismert fizikai törvények. Ennélfogva az Univerzum anyagállapotára vonatkozó ismeretek és új fizikai törvények folyamatos változása a kiindulási adatokon alapuló hipotézisek további fejlődését idézi elő.
Ezeket katasztrofálisra és evolúciósra osztják. A katasztrofális a bolygórendszer felbukkanása egy véletlenszerű nagyszabású kozmikus kataklizma során. Így az egykor népszerű Jeans -hipotézis megmagyarázta bolygórendszerünk létrejöttét a napanyagból, amely egy másik csillag közeli áthaladása során kilökődött a Nap mellett. Mivel egy ilyen áthaladás a nagy csillagközi távolságok miatt nem valószínű, a Földről származó életnek szinte egyedülálló eseménynek kell lennie. Később egyik katasztrófahipotézis a másik után került elutasításra, mivel nem tudták megmagyarázni bolygórendszerünk sajátosságait, ma pedig, több ezer földönkívüli bolygórendszer felfedezése után, teljes mértékben az evolúciós vagy ködhipotézisek uralkodnak [2] [3] .
Immanuel Kant filozófus szerint a bolygók és a Nap egy óriási hideg porfelhőből jöttek létre. Sűrűsödve alkották bolygórendszerünket [4] . Akkor még nem tudták, hogy a Nap fő alkotóelemei a hidrogén és a hélium - ennek megfelelően a hipotézis nem magyarázza meg a Nap és a bolygók anyagának összetételbeli különbségét. Arra nincs magyarázat, hogy a rendszer forgási nyomatékának oroszlánrésze hogyan került át a bolygókra, miközben a rendszer tömegének 98,5%-a a Nap.
Pierre Laplace csillagász előterjesztette a Naprendszer forró gázfelhőből történő kialakulásának elméletét. Ahogy a gáz lehűlt, összenyomódott és külön csomókra bomlott. A legnagyobb közülük a Nap, a kisebbekből bolygók lettek [4] . Kant hipotéziséhez hasonlóan Laplace eredeti hipotézise sem tudja megmagyarázni a nyomaték külső bolygókra történő átadását – ez a Nap mágneses terének felfedezése, szerkezetének, időtartamának és a csillagok evolúciójának vizsgálata után vált lehetővé. Laplace idején nem tudták, mióta létezik már a Nap és a Föld, a napenergia forrásának a kompressziót vagy a meteoritbombázást tekintették, amely több millió évre adta a Nap életét.
Egy tévesen elterjedt vélemény, amely szerint Kant és Laplace hipotézisei egybeesnek. Bennük az elsődleges köd tulajdonságai már eltérőek, és minden evolúciója gyökeresen eltér egymástól. Laplace hipotézisének Roche munkáinak köszönhetően ("Essai sur la constitution et l'origine du système solaire", 1875) van némi joga ahhoz, hogy helyet kapjon a csillagászati értekezésekben. Kant hipotézise túl sok ponton ellenkezik a mechanika alaptörvényeivel , és csak történelmi jelentőségű.
1919-ben J. Jeans angol asztrofizikus felállított egy hipotézist, amely szerint a Naprendszer összes objektuma a Nap anyagából jött létre, amely egy csillag közeli áthaladása következtében szakadt ki belőle. [4] . A kilökődött anyag kezdetben nagyon megnyúlt pályán mozgott, de idővel az azonos napanyag kis cseppjeiből álló közeg ellenállása következtében a nagy csomók pályái szinte kör alakúak lettek. Ebből a hipotézisből az következett, hogy a csillagok körüli bolygórendszerek kialakulása rendkívül ritka esemény, mivel a galaxis legtöbb csillaga egész létezése során egyetlen alkalommal sem tapasztal ilyen találkozást.
Fizikai szempontból a Jeans-hipotézis tarthatatlannak bizonyult. A kísérleti adatok azt mutatják, hogy a Nap fajlagos szögimpulzusa egy nagyságrenddel kisebb, mint a bolygóké. N. N. Pariysky számításai megerősítették, hogy a Napból kiszakított anyagnak vagy vissza kellett volna esnie rá, vagy a csillagnak kellett volna magával vinnie, amely kitépte.
V. G. Feszenkov akadémikus , O. Yu. Schmidt kozmogonikus elméletének ellenfele lévén, több hipotézist is felállított a Naprendszer kialakulására, de ezek egyikét sem dolgozták ki részletesen.
Tehát az egyik korai hipotézisben V. G. Fesenkov azt feltételezte, hogy a bolygók olyan gázhalmazállapotú tömegekből jöttek létre, amelyek elváltak a Naptól a forgása során. Ezt a feltevést az tette lehetővé, hogy akkoriban azt feltételezték, hogy minden csillag forrón születik, de idővel leadja anyagának egy részét, csökkenti a hőmérsékletet, a Hertzsprung-Russell diagram fő sorozata mentén haladva .
Az 1950-es évek közepére általánossá vált Schmidt elméletének álláspontja, miszerint a bolygók hideg gáz-por környezetből alakultak ki. Ennek alapján V. G. Fesenkov azt javasolta, hogy a bolygók egy hideg gáz-porfelhőből alakultak ki, amely körülvette azt a felhőt, amelyből a Nap keletkezett, és amely már túlzott forgási készlettel rendelkezett. Az anyag kiáramlása a felbukkanó Nap egyenlítői síkjában megnövelte a gáz-por közeg sűrűségét ebben a síkban, ami lehetővé tette körülbelül 10 -5 g/cm 3 sűrűségű planetáris embriók kialakulását . A bolygók kialakulását a Naprendszer perifériájáról kellett kezdeni.
Schmidt egy másik változatot ad a bolygómozgás momentumainak eloszlására, feltételezve azok különálló (a felhő különböző részein) keletkezését. Állítólag az anyag kilökődése a formálódó protobolygókból a pillanatvesztés mechanizmusa. Schmidt elképzeléseit Littleton angol asztrofizikus támogatta és fejlesztette ki . Azonban, mint minden korábbi, Schmidt hipotézise sem tud megbirkózni a Nap megmagyarázhatatlanul lassú forgásával, a bolygók pályáinak dőlésszögével és az Uránusz fordított forgásával [2] .
A legtöbben a bolygók és a Nap, valamint más csillagok együttes kialakulását feltételezték. Az általános sorozatból kiemelkedtek a katasztrofálisak, amelyek egy kataklizma véletlen következményeként utaltak a megjelenésre. Az ilyen hipotézisek legnehezebb pillanata a csillagok (különösen a Nap) sugárzásának geológiai időbeli stabilitásának kérdése volt. A csillagfejlődés modern elmélete ezen égitestek mélyén lezajló nukleoszintézisen alapul .
A korai hipotézisek kizárólag a newtoni mechanikán alapultak . A Swedenborg építkezései erre példa.
Swedenborg (1732) hipotézise figyelemre méltó, mint az utolsó és legkidolgozottabb hipotézis a nem vonzás törvényén alapuló hipotézisek közül. Swedenborg Descartes örvényelméletéből indult ki, és a „Principia rerum naturalium” című művében ("de Chao Universali solis et planetarum") a következőképpen írja le a világ keletkezését: a világ anyagának nyomása miatt meglehetősen sűrű agglomerátumok (csillagcsírák) ) helyenként megjelennek, és bennük a benne rejlő részecskék miatt az anyag hajlama spirálisan mozogni örvényeket képez. Ezek az örvények más rendű anyagrészecskéket fognak fel, és belőlük valami gömb alakú, sötét kéreg képződik, amely a már ragyogó középpont - a nap - körül forog. A centrifugális erő hatására ez a kéreg elvékonyodik, végül felszakad, töredékeiből gyűrű alakul ki a Nap körül, ami viszont darabokra szakad, és bolygók keletkeznek.] és az ún. elsődleges köd - formátlan, rendkívül ritka homogén [Kémiai összetétel Crookes a ködöt protyle-nek nevezte; ebből a protilból véleménye szerint minden kémiai elem keletkezett.] anyagfelhalmozódások.
Az összes ilyen kozmogonikus hipotézis nem tekinthető a csillagászathoz mint egzakt tudományhoz tartozónak. Náluk mind a kezdeti körülmények, mind a fejlődés feltételei teljesen önkényesek, sok részlet ellentmond egymásnak és a létező jelenségeknek. Ezek a hipotézisek csak egy példát mutatnak arra, hogy a Naprendszerhez hasonló rendszerek hogyan fejlődhetnek különösebb megnyúlások és szinte a mechanika törvényeinek nyilvánvaló ellentmondásai nélkül . A Swedenborgból és Kantból Laplace-be és Roche-ba, majd D. Darwinba költözve a feladat leszűkül – az egész univerzumtól a Naprendszerig és egyetlen műhold létrehozásáig. Ugyanakkor az érvelés fokozatosan szilárdabb talajra tér át.
Lehetővé teszi a "káosz" örök létezését, mint sötét és hideg ködöt. A vonzás okozta összehúzódás hatására az anyag felforrósodott és halványan világítani kezdett, akárcsak a fényképezéssel felfedezett ködök. Az anyag „folyamai” különféle irányokba száguldanak a káoszban. Egyes helyeken az ellentétes áramlások találkozása következtében örvények keletkeznek - a spirális köd ősei, és mögöttük különböző csillagrendszerek. Ezeknek a rendszereknek a fő típusa a közeli kettős- és többszörös csillagok, ahol a tömegek meglehetősen egyenletesen oszlanak el, és az alkotó csillagok egy közös súlypont körül forognak. A mi Naprendszerünkhöz hasonló rendszer kialakulásához rendkívül kedvező feltételek kellettek. Fai ragaszkodott ahhoz, hogy a bolygórendszerek ritka kivételek a csillagvilágok között. Ahol a káoszban nem találkoztak a mozgások, ott nem forgószelek keletkeztek, hanem kis forró testek lassan sűrűsödő felhői (erre példa a Herkules, Kentaur csillagkép). Egy ilyen rendszerben az egyes részecskék newtoni kölcsönös vonzásának eredő ereje mindig a rendszer közepe felé irányul, és egyenesen arányos a részecske attól való távolságával. Ugyanez az erőtörvény érvényesült rendszerünkben a Nap keletkezése előtt. Ennek eredményeként a köd belsejében kialakult gyűrűkből bolygók keletkeznek, amelyek tengelyük körül közvetlenül forognak. Időközben központi kondenzáció képződik - a nap, amelynek tömege végül messze meghaladja a fennmaradó köd tömegét, és az erők törvénye megváltozik: a központi vonzás kezd érvényesülni, fordítottan arányos a távolság négyzetével. A köd összes részecskéje már a Kepler-törvények szerint mozog. Azok a bolygók, amelyeknek még nem volt idejük a gyűrűkből kialakulni, az ellenkező forgást kapják. Így Faye hipotézise szerint a Föld és a belső bolygók idősebbek a Napnál, és idősebbek, mint az Uránusz és a Neptunusz. Az erők törvényének megfordítására vonatkozó találó megjegyzés ellenére Fay hipotézise néhány pontot (pl. gyűrűk kialakulását) kevésbé kielégítően magyaráz meg, mint a Laplace-Roche hipotézis. Még a fő célját - az Uránusz és a Neptunusz rendellenes forgásának magyarázatát - sem sikerült maradéktalanul elérni.
Laplace idejében azt hitték, hogy a forgó folyékony tömegnek forgástestnek kell lennie az egyensúlyhoz. Ezért a tömeg feltételezett részekre osztása elkerülhetetlenül körgyűrűk formájában történt. Jacobi (1856) volt az első, aki rámutatott a triaxiális ellipszoidra, mint egy forgó folyadék egyensúlyi formára, és ezzel megalapozta egy új tanulmányt. Poincaré (1890) úgy találta, hogy a forgási sebesség növekedésével a Jacobi ellipszoid egy másik, "körte alakú" (apioid) egyensúlyi formába megy át; a sebesség további növelésével a teljes tömegnek két egyenlőtlen részre kell szakadnia. D. Darwin fordított módon jutott ugyanerre az eredményre. Két szoros tömeg árapály kölcsönhatását vizsgálva arra a következtetésre jutott, hogy ezek a tömegek korábban egyet alkottak, amelynek alakja közel áll a Poincaré-apioidhoz. A fenti hipotézisek egyike sem magyarázza meg a bolygó kialakulását a gyűrűből; annál valószínűbb az az új következtetés, miszerint a gyűrű kialakulása teljesen rendhagyó jelenség, és a Naprendszerben mindössze egyszer (kisbolygók esetében) ment végbe, a bolygók és a műholdak mégis az anyagklub szétválásával keletkeztek. Ha a leszakadt ütő túl kicsi volt, nem volt ideje eltávolodni a nagyobb tömegtől, és az árapály hatására szétszakadt. Példa erre a Szaturnusz gyűrűi, amelyek valódi keletkezését szétszórt műholdként már Roche-ban (1848) tisztázták. A hold-föld rendszer tekintetében Darwin kutatása igen sikeresnek nevezhető; kevésbé fontosak más bolygók evolúciója szempontjából. Csak a Mars műholdrendszerére adnak új magyarázatot. Lásd D. Darwin következtetését a csillagrendszerekre. Rámutatott (1893) a Poincaré és Darwin által talált alakzatok kettős ködökhöz való hasonlóságára, és megmagyarázta a legtöbb kettőscsillag pályájának jelentős excentricitását az árapály hatásával. Xi megerősíti Fai nézetét, miszerint a bolygórendszerek kivételt képeznek az univerzumban, míg a bolygóktól mentes kettőscsillagok dominálnak. Az összes felvázolt kozmogonikus elméletnek vannak közös gyenge pontjai, amelyeket talán magának az ősköd-hipotézisnek kell tulajdonítani. E hipotézis kezdete Tycho Brahe és Kepler 1572-es és 1606-os új csillagainak magyarázatában látható. Halley 1714-ben az anyag mindenütt jelen lévő és örökkévaló létezéséről beszél, ritka állapotban. Kant és Laplace spekulációival párhuzamosan V. Herschel megfigyelésekből jutott a ködös anyag hipotéziséhez. Úgy gondolta, hogy különböző ködökben nyomon követi a csillagok fejlődésének minden szakaszát. Valamivel később Lord Ross kimutatta, hogy ezek közül a ködök közül sok különálló csillagokká bomlott, és így megrendítette a hipotézis hitelességét. A spektrális elemzés azonban megerősítette, hogy léteznek nagyon gyenge folytonos spektrummal rendelkező világító gáztömegek, amelyekben világos vonalak tűnnek ki. De el kell ismerni, hogy az összes égitest elsődleges ködből való kifejlődésének hipotézise teljesen empirikus, és még nincs tényleges megerősítése.