Мироздание (строение звездной вселенной и космогонические идеи). Почти до XVII ст. звездные миры казались астрономам чем-то в роде декорации, окружающей познаваемый мир. Вселенная ограничивалась планетной системой; главной задачей астрономии было — теоретическим, возможно простым построением объяснить видимое движение солнца, луны и планет (см. Солнечная система). Взгляды Коперника («De revolutionibus», 1543) на звездные миры ничем не отличались от взглядов древних; он считал звезды расположенными на шаровой поверхности. Джордано Бруно (1600) один из первых говорил о множественности миров и о движении звезд в пространстве. Кеплер («Epitome astronomiae copernicanae», 1618) утверждал, что звезды находятся на весьма различных расстояниях от нас; они заполняют сферическое пространство, внутри которого помещается млечный путь — гигантское кольцо, густо усеянное звездами; солнце расположено в центральной пустоте отдельно от других звезд. Два принципа, получившие надолго большое значение, были высказаны Гюйгенсом («Cosmotheoros», 1698); 1) звезды распределены равномерно в пространстве; 2) о расстоянии звезд до земли можно судить по их относительной яркости. Райт (Wright), в сочинении: «An original theory of the universe» (1750), формулировал следующие тезисы: вселенная бесконечна в пространстве и во времени; вся она управляется законом тяготения, связывающим звездные системы; совокупность видимых звезд по своей группировке аналогична солнечной системе — звезды теснятся около основной плоскости и в этой плоскости движутся вокруг центрального светила; мы видим основную плоскость в разрезе как светлую полосу — млечный путь; туманности — не что иное, как безмерно далекие отдельные скопища звезд, во всем подобные нашему. Кант («Geschichte des Himmels», 1755) повторил эти тезисы; на основании геометрических соображений он считал Сириус центральным светилом. Мысль о бесконечном множестве отдельных «млечных путей», отдельных вселенных, широко развил Ламберт («Cosmologische Briefe», 1761). Он полагал, что весь млечный путь разбивается на отдельные звездные скопления, а видимые нами яркие звезды составляют ту кучу, к которой принадлежит солнце. В. Гершель в основание своих взглядов положил результаты громадного ряда наблюдений. Сначала он допускал равномерное распределение звезд в пространстве и судил о форме нашей вселенной по тому числу звезд, какое мог насчитать в поле зрения своего телескопа в различных местах небесного свода. Эти «черпки» звезд привели Гершеля (1785) к заключению, что млечный путь имеет вид пласта или диска, «расщепленного» с одной стороны. В мемуарах 1811 и 1817 гг. Гершель отказался и от этих результатов, и от самого метода. В 1802 г. он доказал существование тесных двойных и кратных звезд; принцип равномерного распределения лишился значения. С другой стороны, Гершель убедился, что даже его могучие телескопы не в состоянии местами пронизать всю толщу млечного пути, разложить его светлый фон на отдельные звезды. Отказавшись определить истинную фигуру этого звездного скопления, Гершель перешел к изучению отдельных, резко ограниченных звездных куч; из 263 таких куч 225 расположены на млечном пути (о воззрениях В. Гершеля на туманности см. ниже и статью Туманности). Его сын Джон Гершель исследовал строение южного полушария неба. Он подтвердил, что млечный путь — не сплошной диск, но кольцо неправильной формы с различными разветвлениями. Позднейшие взгляды Гершелей в общих чертах мало подверглись изменению. В основание новых изысканий по распределению звезд в пространстве легли их каталоги, изготовленные в XIX ст. Так, В. Струве в своих «Etudes d’astronomie stellaire» пользовался наблюдениями Бесселя. Самым ценным является составленное Аргеландером, с помощниками, знаменитое «Bonner Durchmusterung» — перепись всех звезд до 9,5 величины.
Современные взгляды. Звезды всех величин распределены на небесном своде далеко не равномерно, а всего гуще — около млечного пути. Это выражено резче для слабых звезд. Однако, блеск самого млечного пути зависит не от видимых раздельно звезд, а от мельчайших звездочек не ярче 15-й величины и от бесформенной светящейся материи, разлитой между ними (Истон, Стратонов). Совокупность звезд различных величин ниже 6-й воспроизводит фигуру млечного пути лишь в самых общих чертах; даже отдельные яркие «узлы» млечного пути вовсе не совпадают с местами наиболее тесного размещения раздельных звезд. На основании богатого материала «Bonner Durchmusterung» и др. Стратонов построил на картах средние результаты распределения звезд различных величин на видимой сфере. Допуская равномерное распределение звезд в пространстве и понимая эти карты звезд последовательных величин как последовательные сферические слои пространства, можно на них проследить отдельные кучи или «облака» звезд, входящие в состав ближайших к нам областей млечного пути. Так, совершенно определенны «облака» звезд в созвездиях Лиры, Кассиопеи, Персея. Бòльшая часть самых ярких звезд находится в поясе, наклоненном к плоскости млечного пути под углом в 20° (Гульд). Сам млечный путь объясняется (Проктор, Истон) как мощный, быть-может, незамкнутый в кольцо поток звезд, изгибы которого производят кажущиеся разрывы (например, в созвездии Корабля) и местные ослабления блеска. В общем, слабых звезд насчитывается гораздо меньше, чем требовалось бы принципом равномерного распределения. Этот результат уже намечался в работах прежних астрономов и особенно резко выразился в подсчетах Скиапарелли, Зелигера, Пикеринга (последний пересчитал звезды от 9 до 15 величины около северного полюса). Отсюда следует, что наша вселенная, если разуметь под этим словом все собрание видимых раздельно звезд, ограничена по всем направлениям; плотность же распределения звезд к пределам вселенной быстро уменьшается. Кроме того, замедление в возрастании числа слабых звезд тем резче выражено, чем дальше от млечного пути исследуемая область видимой сферы. Поэтому звездную вселенную можно грубо представить как эллипсоид, сплющенный к млечному пути. Большая и малая полуоси этого эллипсоида оценены в 1000 и 500 расстояний от нас до Сириуса; число всех звезд, входящих в состав нашей вселенной, оценено в 80000000. Среднюю плотность распределения материи во вселенной можно сравнить с плотностью, какая получится, если кубик воды с ребром в 2 мм. рассеять в кубе пространства с ребром в 100 клм. В распределении звезд по величинам заметен скачок около 4-й величины; здесь, повидимому, начало перехода от звезд нашей солнечной группы (примерно 400 звезд от 1 до 7 величины) к прочим группам млечного пути (Гульд). Ольберс предложил гипотезу поглощения света далеких звезд пространством, вследствие чего далекие звезды могут оказаться недоступными для нашего зрения навсегда. Этот вопрос, совершенно не решенный, находится в связи со светорассеянием пространства, следы которого думали найти (Тихов). Вполне доказано, однако, существование разреженной, задерживающей свет материи. Это подтверждается новейшими фотографическими снимками (Робертс, Барнард), которые обнаружили необозримые (в сотни квадратных градусов) скопления весьма слабо светящегося «космического тумана». Быть-может, здесь лежит объяснение общих спектральных линий у всех звезд некоторых местностей неба (напр., в созвездии Ориона: см. Спектры звезд). Много раз формулировались гипотезы о существовании обширных скоплений «темной» материи. — Весь млечный путь имеет комообразное строение. Попадаются группы красных звезд, звезд с яркими спектральными линиями (преимущественно около самого нерва млечного пути). Фотография (Вольф, Ганри, Барнард) указала, что звездочки в млечном пути местами проектируются на совершенно темный фон, местами же как бы запутаны в светлую массу (напр., в созвездии Стрельца). Эта масса представляет интересные подробности: кое-где заметны пучки точно силовых линий; кое-где клубообразное строение; кое-где светлая масса прорезана темными извилистыми «ходами», которые трудно объяснить как промежутки между отдельными звездными облаками млечного пути, и нужно считать действительными пустотами в толще млечного пути. Теперь вполне оставлены идеи Райта и Ламберта о туманностях, как отдельных вселенных. Большие, неправильной формы туманности (напр., в Орионе, «омега», (dumbbell-nebula и т. д.) расположены вблизи млечного пути и, повидимому, имеют непосредственную связь с ним. Спектр их состоит из немногих ярких линий, что доказывает газообразное строение. Туманность, видимая глазом в Орионе, составляет лишь небольшую часть открытой фотографиею, разветвления которой покрывают громадную площадь и доходят до млечного пути. Точно также связана с ним гигантская туманность, окутывающая группу Плеяд (Робертс, Шейнер). Малые, круглые, «планетарные» туманности, также состоящие из светящихся газов, расположены как-раз в местностях, бедных звездами. Больше всего их около полюсов млечного пути (напр., в созвездии Девы). Эти туманности как бы дополняют в пространстве звездную систему и составляют с ней одно целое. Напротив того, правильные, спиральные туманности (напр., в Андромеде, Гончих собаках) имеют непрерывный спектр и расположены случайно относительно млечного пути. Вероятно, они состоят из скоплений раскаленных частиц и представляют собой звезды в первых стадиях развития (см. ниже). Так же случайно разбросаны правильные шарообразные кучки мельчайших, одинаковой яркости, звездочек (напр., в созвездии Геркулеса, Центавра; см. Кучи звезд). — Еще Гершель заметил склонность звезд группироваться струйками; примером могут служить ряды звезд в Рыбах, Скорпионе. Быть-может (Проктор), некоторые созвездия обязаны своим названием таким струйкам. Особенно легко проследить подобные струйки среди телескопических звезд. Интересна местность в созвездии Стрельца, где видны целые пучки линий, составленных из звезд. Около туманности Ориона есть струйка из 16 звезд. Хотя притяжение между звездами (принимая закон Ньютона) должно быть весьма слабо, несомненно существуют группы звезд, удаленных друг от друга, но связанных физически. Таковы 5 из 7 звезд Большой Медведицы; они имеют общее движение, составляют настоящий поток звезд (к нему принадлежит, повидимому, и Сириус). Звезды далеко не одинаковы по размерам; это доказывают двойные звезды и такие кучи, как Плеяды, скопление в Персее и т. д., где близкие звезды весьма разнообразны по яркости. Многие яркие звезды (напр., Канопус) не имеют заметного параллакса; отсюда надо заключить, что размеры и яркость их в тысячи раз превышают размеры и яркость солнца. С другой стороны, несколько слабых звездочек (9 величины) обладают значительным параллаксом, и потому размеры их должны быть гораздо меньше солнечных. Существуют значительные по размерам, но дающие мало света звезды, например, спутник Сириуса и темные спутники переменных звезд типа Альголя. Убедиться в существовании самостоятельных «темных» звезд невозможно. Упомянутые выше бесформенные скопления непрозрачной материи могли бы пояснить «угольные мешки» в млечном пути — места, лишенные звезд и совершенно темные. Из числа ярких звезд 60% относятся к I спектральному типу. Этот тип господствует в млечном пути и около него. Быть-может, это происходит от бо́льшей яркости этих звезд. Звезды II и III типов распределены на небесной сфере приблизительно равномерно. Из них II тип господствует вероятно в «солнечной» куче звезд». Пятый спектральный тип звезд встречается исключительно в самом млечном пути (см. Небесная физика). — Аргеландер сделал попытку, исключив кажущееся движение звезд, зависящее от перемещения самого солнца, найти в остаточном движении общий закон, найти центр, около которого движется вся звездная вселенная. Он искал такой центр по направлению созвездия Персея. Мэдлер еще менее обоснованно искал его в Плеядах. Наиболее вероятно мнение, что нет центрального солнца, масса которого по величине выделялась бы среди масс других звезд. Много раз делались попытки найти общее вращательное движение вселенной параллельно плоскости млечного пути. Найдены совокупности звезд, обладающих, несомненно, общим движением в пространстве; такова, напр., группа Гиад. В последнее время Каптейн указал, что вблизи солнца преобладают два главных направления собственных движений звезд, два отдельных потока; к одному из них, вероятно, принадлежит и солнце. Эти два потока составляют кучи звезд, различных по своему строению и химическому составу (различные спектральные типы); потоки частью пронизывают один другой. Были попытки выделить и другие потоки звезд, но эти результаты еще не надежны. Шварцшильд вывел одно главное направление в пространстве (оно получило название — вертекс), по которому (в обе стороны) происходят преобладающие движения звезд в областях, близких солнцу. Оба Каптейнова потока объясняются сочетанием вертекса с направлением собственного движения солнца. Гипотеза случайного распределения направлений и величин скоростей звезд в пространстве должна быть оставлена. Среди звезд нашей вселенной встречаются обладающие таким быстрым движением, которое не могло бы быть объяснено притяжением всего млечного пути. Таковы: № 1830 каталога Грумбриджа, 61 Лебедя, 2151 Корабля. Или это пришлые звезды, посторонние нашей вселенной, что указывало бы на существование звезд в пространстве, недоступном нашему зрению; или же нельзя распространять на всю звездную вселенную закона тяготения, управляющего солнечной системой (о других выводах, касающихся тяготения и других форм энергии в звездных мирах, см. Тяготение, Энергия мировая, Энтропия). — После работ Лобачевского и Римана о свойствах пространства, о возможности существования не-евклидова пространства, несколько раз делались попытки поставить вопрос о свойствах пространства, занимаемого звездной вселенной: безгранично и бесконечно ли оно как евклидово, или имеет кривизну и бесконечно как псевдосферическое или безгранично, но, конечно, как пространство эллиптическое. В последнем случае прямолинейные лучи, вышедшие из звезды, должны вновь ее достигать. Мы не имеем никаких данных для решения таких вопросов.
Космогонические гипотезы стремятся проследить образование и последующие эволюции всех небесных тел. Ближайшею целью эти гипотезы имеют объяснить стройность движения и однообразие строения солнечной системы. Хотя в последнее время открыты спутники, движущиеся в направлении, противоположном общему, однако, всякая космогоническая гипотеза должна прежде всего объяснить единство солнечной системы: общность направления движения, близость орбит планет к одной плоскости, близость фигуры орбит планет к кругам. Гипотезы обычно исходят из понятия о первоначальном состоянии материи, заполняющей пространство; ей присущи известные свойства, вызывающие все дальнейшие эволюции. Позднейшие взгляды построены на законе притяжения Ньютона и на так называемой гипотезе первичной туманности — бесформенного, крайне разреженного, однородного[1] скопления вещества. У всех космогонических теорий имеются слабые пункты, которые, быть-может, следует отнести на счет самой гипотезы первичной туманности. Зачатки этой гипотезы видны в объяснении новых звезд 1572 и 1606 гг. Тихо Браге и Кеплером. Галлей в 1714 г. говорит о повсеместном и предвечном существовании материи в разреженном состоянии. Одновременно с умозрениями Лапласа к гипотезе туманной материи пришел В. Гершель из наблюдений. Он считал возможным проследить в различных туманностях все стадии развития звезд. Несколько времени спустя Росс показал, что многие из этих туманностей распадаются на отдельные звезды, и тем поколебал-было доверие к основной гипотезе. Однако, спектральный анализ вполне подтвердил, что в пространстве существуют светящиеся газообразные массы с очень слабым, сплошным спектром, на котором выделяются блестящие линии. В последнее время фотография открыла громадные по размерам, но крайне слабые, недоступные для глаза ни в какие трубы, скопления бесформенной материи. С другой стороны, из одного факта существования «туманной материи» еще не вытекает, что солнце с планетами и звезды образовались из таких туманностей. Единственные относящиеся к этому вопросу наблюдения вспышек так называемых «новых звезд» даже противоречат такому взгляду. Первые связные космогонические идеи формулированы Кантом (1755). Следующая по времени — знаменитая гипотеза Лапласа (1796). Совершенно ошибочно мнение, по которому гипотезы Канта и Лапласа совпадают. В них различны свойства первичной туманности, и коренным образом расходятся все эволюции ее. Гипотеза Лапласа, благодаря работам Роша (Roche), имеет некоторое право на место в астрономических трактатах. Гипотеза Канта во многих пунктах идет в разрез с основными законами механики и представляет лишь исторический интерес. Вообще все космогонические гипотезы имеют лишь спекулятивное значение и не могут считаться принадлежащими к астрономии, как к точной науке. В них совершенно произвольны как начальные обстоятельства, так и условия развития светил; многие детали противоречат друг другу и реальным явлениям. Эти гипотезы — лишь образец того, как без особенных натяжек и почти без явных противоречий законам механики могли бы развиться системы, подобные солнечной. Попытки многих современных авторов выставить «космогонию», как отдел науки, совершенно необоснованы. Сам Лаплас, поместив свою гипотезу только в популярной книге: «Exposition du système du monde», прибавляет: «je présente avec la défiance que doit inspirer tout ce qui n’est point un résultat de l’observation ou du calcul». Дж. Дарвин, подробно проследив эволюцию системы земля — луна, утверждал, однако, что «мы никогда не узнаем истинного происхождения луны». — По гипотезе Канта первичная туманность состоит из отдельных частиц. Более тяжелые начинают притягивать сравнительно легкие; вся туманность разбивается на участки — будущие звезды. В каждой звездной туманности появляется центральное сгущение; частицы, стремясь к центру, сталкиваются; одни из них при этом падают к центру, другие получают боковое движение. Случайно накапливается перевес движения в одну сторону — и все частицы, как падающие к центру, так и остающиеся в туманности в взвешенном состоянии, получают вращательное движение, общее для всей массы. Вследствие вращения туманность сплющивается; частицы, не упавшие на солнце, начинают группироваться около случайных центров притяжения: зарождаются планеты. В зависимости от положения зародыша планеты над экватором туманности, орбиты планет более или менее наклонены к нему. Небольшие комки первичной туманности, далекие от экватора ее, образовали кометы. Вопрос о вращательном движении планет вокруг их осей изложен у Канта весьма темно. Не объяснена также и близость орбит планет к одной и той же плоскости. У Канта нет ни постепенного сокращения объема всей туманности, ни выделения колец — этих характерных особенностей гипотезы Лапласа. Кольца Сатурна Кант объясняет как продукт рассеивания атмосферы планеты. Гипотеза Лапласа-Роша не касается звездных миров, а только солнечной системы. Первичная туманность есть газообразная раскаленная атмосфера солнца, которая простиралась далеко за пределы нынешней планетной системы. Солнце вполне уже вырисовывалось, как довольно плотное сгущение в центре. Вся система подобна туманным звездам или планетарным туманностям с центральным сгущением. Солнцу и его атмосфере от вечности присуще равномерное вращение. Атмосфера ограничена поверхностью, где центробежная сила уравновешена притяжением центрального ядра и всей атмосферы. Под влиянием притяжения, частью же вследствие внешнего охлаждения, атмосфера сжимается. Тогда вращение ускоряется; увеличивается центробежная сила; поверхность равновесия обеих сил отступает внутрь всей массы, и слой туманной материи должен отделиться под экватором в виде туманного вращающегося кольца. При этом частицы, которые были расположены вне экватора, стекают к нему, но, обладая недостаточными скоростями, чтобы оторваться от общей массы, впитываются обратно в туманность и образуют эллиптические потоки около солнца внутри самой атмосферы — образуют внутренние кольца (Рош). Часть их падает на солнце и увеличивает его массу. Попеременное увеличение центрального сгущения, сменяясь внешним сокращением объема вследствие охлаждения и сжатия, ведет к тому, что поверхность равновесия отступает скачками, а отделение туманных колец происходит ритмично: материя не выделяется безостановочно на экваторе. Каждое кольцо склубилось в один ком — будущую планету. Образование одной планеты из кольца составляет самый слабый пункт гипотезы; кольцо должно бы распасться на множество мелких телец (как астероиды). Вращение планет вокруг осей было первоначально обратно движению планет вокруг солнца, но тут выступил новый фактор — приливы, вызванные солнцем в планетной массе. Трение их постепенно замедляет это обратное вращение, оно исчезает; затем может наступить прямое вращение. Приливы на Уране и Нептуне слишком малы, чтобы уничтожить первоначальное обратное вращение планеты. Период обращения планеты около солнца равен времени вращения атмосферы солнца в момент выделения кольца. Возможность образования внутренних колец объясняет быстрое обращение спутников Марса (Рош). По идее самого Лапласа, образование спутников шло вполне аналогично образованию самих планет с выделением колец; приливные явления в планетах воспрепятствовали образованию спутников второго порядка. Рош показал, что при вытянутой (вследствие приливов) фигуре планетной массы спутники могли выделяться из нее одним комом. Если взрыв был достаточно силен, чтобы быстро удалить этот ком более чем на 2,44 радиуса планеты от ее поверхности («предел Роша»), спутник мог уцелеть, как таковой, и не быть разорван приливным действием самой планеты. Кольца Сатурна, послужившие, вероятно, исходной точкой гипотезы самого Лапласа, у Роша получили объяснение как рассеянный, «неудачный» спутник (1848). Рош в своей переработке гипотезы Лапласа переходит отчасти от газообразного к метеоритному строению туманности. В луне он видит совершенно исключительный как по размерам, так и по орбите спутник, образование которого не имело ничего общего с образованием остальных спутников планет. — Несомненно, что, несмотря на все исправления, гипотеза Лапласа во многих отношениях неудовлетворительна. Главные возражения против нее: ничтожность первичного момента количества движения; несовместимость образования колец с данными термодинамики; обратное движение некоторых спутников Юпитера и Сатурна. Позднейшие гипотезы, формулированные с целью заменить гипотезу Лапласа, также не достигли почти ничего. Объясняя иногда довольно удачно одну какую-либо особенность в строении и эволюции солнечной системы, они вовсе не дают ответа на общий космогонический вопрос. Несмотря на блестящий математический наряд некоторых из них (гипотезы Си, Бэло), они являются явно несостоятельными и во многих отношениях составляют, сравнительно с гипотезой Лапласа-Роша, шаг назад, в смутную область беспочвенных конъюнктур. Совершенно особняком по глубине и важности стоят изыскания Джоржа Дарвина о приливных явлениях; но Дарвин, применяя свои выводы к космогонии, вовсе не ставит общий вопрос об образовании и эволюции звездных миров и даже солнечной системы в ее целом, а рассматривает, главным образом, лишь возможные обстоятельства образования одного спутника планеты и видоизменения его орбиты. — Гипотеза Файё (Faye) допускает предвечное существование «хаоса», как темной и холодной туманности. Вследствие сжатия, вызванного притяжением, материя нагрелась и стала слабо светиться. Хаос бороздят «потоки» материи. Местами, вследствие встречи противоположных потоков, получаются вихри — родоначальники спиральных туманностей, а за ними и различных звездных систем. Основным типом этих систем служат тесные двойные и кратные звезды, где масса распределена равномерно. Для образования системы, подобной нашей солнечной, требовались исключительно благоприятные условия. Файё настаивает на ложности взгляда, по которому каждая звезда является центром движения многих планет. Планетная система — редкое исключение среди звездных миров. Там, где в хаосе не было встречи движений, образовались не вихри, а медленно сгущающиеся облака мелких раскаленных телец (звездные кучи в созв. Геркулеса, Центавра). В такой системе равнодействующая сила ньютонианского взаимного притяжения отдельных частиц направлена к центру системы и прямо пропорциональна расстоянию частицы до него. Такой же закон сил господствовал и в нашей системе до сложения солнца. Вследствие этого первые кольца, образовавшиеся внутри солнечной туманности, дают начало планетам с прямым вращением вокруг осей. Между тем, формируется центральное сгущение — солнце, масса которого, наконец, далеко превосходит массу оставшейся туманности, и закон сил постепенно изменяется: начинает преобладать центральное притяжение, обратно пропорциональное квадрату расстояния. Все частицы туманности движутся уже по законам Кеплера. Планеты, которые еще не успели сложиться из колец, получают вращение обратное. Таким образом, по гипотезе Файё, земля и внутренние планеты старше солнца, а оно старше Урана и Нептуна. Несмотря на удачное замечание о перемене закона сил, гипотеза Файё объясняет некоторые пункты (напр., образование колец) менее удовлетворительно, чем гипотеза Лапласа-Роша. Даже главная цель ее — объяснить аномальное вращение Урана и Нептуна, — не вполне достигнута. Лигондэ (Ligondés) в своей гипотезе исходит из концепции хаоса малых конгломератов материи — метеоритов, летящих внутри туманности по всевозможным направлениям. Вследствие взаимных толчков одни из метеоритов «падают» к случайному центру притяжения, другие — слипаются и движутся вокруг этого центра. Туманность принимает форму сплющенного сфероида, от которого выделяются планетные кольца. Кроме толчков, Лигондэ рассматривает сближения конгломератов материи, вследствие чего прямолинейные и гиперболические пути их превращаются в эллиптические. Сопротивление туманной среды сказывается затем в уменьшении эксцентриситетов и взаимной наклонности орбит; оно придает формирующейся солнечной системе однообразие движения. В космогонических исследованиях Си (See) первоначальное состояние солнечной системы трактуется как спиральная туманность, со сгущением в центре. Все планеты случайно попали извне в сферу действия солнечного сгущения и под влиянием его притяжения, а также сопротивления туманной среды, получили эллиптические, а затем круговые орбиты около сложившегося солнца. Точно также спутники были случайно «пленены» планетами. Эта указанная еще Лапласом и лишь развитая Си теория каптажа (пленения) не может объяснить ни общность направления движений планет, ни незначительность наклонений их орбит. Кроме того, она ничего не говорит о самом происхождении планет. Совершенно новый фактор — световое давление — выдвинут Аррениусом. Большие скопления материи — звезды — испускают катодные лучи. Газовые частицы атмосферы, ионизированные этими лучами, сгущают на себе пары и твердую мельчайшую пыль, выброшенную при взрывах изнутри звезд. Эти капли под действием светового давления вырываются из атмосферы звезды и летят по всем направлениям в пространстве, увеличивая при столкновениях свою массу. При встрече с какой-либо туманностью те из малых конгломератов материи (метеоритов), которые обладают меньшей скоростью, застревают в туманности, а те, которые обладают большой скоростью (большим запасом энергии), пролетают через туманность дальше. Таким образом, туманности неизбежно сортируют метеориты по размеру их запаса энергии (следовательно, по количеству теплоты) и играют роль холодильников вселенной. Этим Аррениус хотел объяснить круговорот энергии, показать, что энтропия вселенной может не увеличиваться. Крупные метеориты, маленькие «солнца», оставаясь внутри туманности и окончательно теряя свою скорость, образуют то, что мы называем тесной звездной кучей. Даже млечный путь, как собрание мельчайших звездообразных объектов, Аррениус объяснял таким постепенным накоплением их в первичной бесформенной, темной туманности. Образование спиральных туманностей Аррениус объясняет столкновением двух потухших солнц. Из аналогичной мысли исходит так назыв. планетозимальная гипотеза Чемберлэна и Мультона, которая близка к гипотезе Аррениуса и в вопросе образования планет и спутников. Частицы, изверженные солнцами при взрывах, слипаются и при известных условиях образуют конгломераты — зародыши будущих планет, движущиеся вокруг солнца по разнообразнейшим орбитам. Мультон и другие теоретики подробно разобрали вопрос об устойчивости различных типов таких орбит. В своей «метеоритной гипотезе» Локьер подробно развил теорию сложения звезд из роев метеоритов, а также проследил дальнейшие эволюции звезд в зависимости от накопления, а затем и отдачи энергии (о классификации звезд Локьера в зависимости от их спектров см. Небесная физика). Весьма своеобразная новейшая гипотеза Бэло (Belot) вводит новый принцип — вихревое и поступательное предвечное движение того конгломерата материи, который при случайной встрече с туманностью образовал солнце и всю его систему. При толчке вихря о туманность в нем образовались продольные волны, узлы и пучности. Каждая пучность развернулась в вихревую оболочку, а затем от сочетания своего движения с движением самой туманности свернулась в ком материи — планету. Сочетание направлений вихря и движения туманности обусловило одну общую плоскость обращения планет вокруг первого и наибольшего кома — солнца. Ритмическое распределение пучностей в первичном вихре сказалось в закономерном распределении расстояний планет от солнца. Бэло пытается также установить положение экваторов различных планет (закон их вращений), объяснить «аномальное» обратное вращение Урана и Нептуна и их систем спутников. Несмотря на весьма интересные новые сопоставления, гипотеза Бэло не отвечает, как и все другие гипотезы, на многие капитальные вопросы. — Во времена Лапласа считалось, что вращающаяся жидкая масса для равновесия должна принять фигуру тела вращения. Отсюда гипотетическое деление массы на части неизбежно происходило круговыми кольцами. Якоби (1856) первый указал на трех-осный эллипсоид, как на фигуру равновесия вращающейся жидкости, и тем положил начало новым исследованиям. В своих знаменитых работах по устойчивости форм равновесия Пуанкарэ (1900) указал, что при увеличении скорости вращения эллипсоид может переходить в особые бисквитообразные (и даже несимметричную «грушевидную») фигуры равновесия, вращающиеся вокруг наименьшей оси. Дальнейшее увеличение скорости должно вызвать рассеяние всей массы, быть-может — разрыв ее на две неравные части. К заключению о возможности подобной же катастрофы пришел Джорж Дарвин обратным путем. Он подробно исследовал приливное взаимодействие двух близких масс (напр., земли и луны) и проследил их орбитальное движение и вращение назад вплоть до возможности катастрофического деления. Такое разделение двух масс могло произойти или вследствие увеличения скорости вращения, или же под действием солнечных приливов, при условии совпадения периодов свободной и связанной волны (см. Приливы). Вычисления Дарвина указали, что 58 милл. лет тому назад луна почти касалась земли; день (период вращения земли) почти был равен месяцу (период обращения луны) и оба составляли около 5,4 наших часов. Земля и луна взаимно производили такие мощные деформации приливного характера, что должны были представлять собой скорее рои метеоритов. Устойчивость дальнейшего движения всей системы обусловлена была тем, что приливная волна в земле отстала от движения луны — приливное взаимодействие начало замедлять вращение земли и увеличивать длину оборота луны (последнее происходило быстрее); количество вращательного движения переходило в количество поступательного движения. От приливного трения развился громадный запас тепла. Если бы земля и луна были вне солнечной системы, полное равновесие их движения наступило бы, когда и день, и месяц равнялись бы нашим 55 суткам. Приливное действие солнца искажает этот теоретический результат. Дарвин подробно объясняет как получилось совпадение периодов вращения и обращения луны; указывает, когда при эволюции системы наступали изменения наклонности и эксцентриситета орбиты луны. Для системы луна-земля исследования Дарвина можно признать весьма удачными. Меньше значения они имеют для общих вопросов космогонии; лишь для системы спутников Марса они дают новое объяснение быстрого движения их. Дарвин отмечает, что образование самих планет и всех остальных спутников (кроме луны) не может быть объяснено катастрофическим делением одной массы. Выводы Дарвина были применены к эволюции звездных миров. Си указал на сходство фигур, найденных Пуанкаре и Дарвином, с двойными туманностями, и отчасти объяснил приливным действием значительные эксцентриситеты орбит громадного большинства двойных звезд. — Литература. W. Struve, «Etudes d’astronomie stellaire» (1847); Secchi, «Le stelle» (1878); Proctor, «Universe of Stars» (1880); André, «Astronomie stellaire» (1900); Clerke, «The system of the stars» (1905); Newcomb, «The stars, a study of the universe» (1902); Kobold, «Der Bau der Fixsternsystem» (1906); Hale, «The study of stellar evolution» (1908); Laplace, «Exposition du monde» (1796); Roche, «Essai sur la constitution du système solaire» (1875); Faye, «Sur l’origine du monde» (1896, 3-е изд.); du Ligondés, «Formation mécanique du système du monde» (1897); See, «Researches on the evolution of the stellar systems» (1899); Lockyer, «Meteoritic hypothesis» (1890); Arrhenius, «Образование миров» (1908); George Darwin, «The Tides and kindred phenomena in the solar system» (1898); Chamberlin, «Geology»; Belot, «Essai de Cosmogonie tourbillonaire» (1911); Wolf, «Les hypothèses cosmogoniques» (1886). Превосходный критический разбор большинства гипотез у Poincaré, «Leçons sur les hypothèses cosmogoniques» (1913).
- ↑ Химический состав туманности Крукс назвал протилом; из этого протила, по его мнению, сложились все химические элементы.