Реклама
Книги по философии
Герберт Спенсер
Опыты научные, политические и философские. Том 1
(страница 26)
Но посмотрим теперь, не объясняются ли таким же образом, кроме этих наиболее выдающихся особенностей Солнечной системы, и другие, второстепенные. Начнем с соотношения между плоскостями планетных орбит и плоскостью солнечного экватора Если бы в то время, когда сфероид туманного вещества простирался за пределы орбиты Нептуна, все его части вращались в совершенно одинаковой плоскости или, вернее, в параллельных плоскостях; если бы все его части имели одну и ту же ось, то плоскости последовательных колец совпадали бы одна с другою и с плоскостью солнечного вращения. Но достаточно припомнить ранние периоды сгущения туманных масс, чтобы понять, что такого рода полное единообразие движения не могло существовать. Хлопья, которые, как мы уже говорили, оседали из неправильной, далеко рассеянной в пространстве туманной массы и со всевозможных точек ее устремились к общему своему центру тяжести, должны были двигаться не в одной плоскости, но по бесчисленному множеству плоскостей, пересекающих одна другую под всевозможными углами. Постепенное установление того вращательного движения, которое, как мы теперь видим, указывало на спиральные туманности, есть постепенное приближение к движению в одной плоскости. Но эта плоскость может определиться лишь с течением времени. Те хлопья, которые вращаются не в этой плоскости, но вступают в соединяющую массу под различными углами, будут стремиться совершать свое вращение вокруг своего центра, каждый в своей плоскости, и лишь с течением времени их движения будут отчасти уничтожены противоположными движениями, отчасти же сольются с общим движением. В особенности долго будут удерживать свое более или менее независимое направление те части вращающейся массы, которые находятся на самой окраине ее. Вот почему всего вероятнее, что плоскости колец, отделившихся прежде других, будут значительно разниться от средней плоскости всей массы, между тем как плоскости тех колец, которые отделились позже, будут разниться от нее менее. И тут опять-таки вывод в значительной степени совпадает с наблюдением. Хотя изменение и не представляет совершенной правильности, все же мы видим, что средним числом наклон уменьшается по мере приближения к Солнцу. И это все, что мы можем ожидать Так как части туманного сфероида должны были получиться с различными наклонами, то его слой должен был иметь плоскости вращения, уклоняющиеся от средней плоскости, в степени не всегда пропорциональной их расстоянию от центра.
Посмотрим теперь движение планет вокруг их осей. Лаплас приводил в числе прочих доказательств, говорящих за существование общей генетической причины, тот факт, что планеты вращаются на своих осях в том же направлении, в котором они движутся вокруг Солнца, и что оси их приблизительно перпендикулярны к их орбитам. Позднее было открыто, что Уран составляет исключение из общего правила, и еще позднее оказалось, что подобное же исключение составляет Нептун; так, по крайней мере, мы вправе думать, судя по движению спутников этих двух планет. Эта аномалия бросала, как полагали, сильную тень сомнения на умозрения Лапласа; с первого взгляда оно, действительно, так и есть. Но достаточно, кажется, некоторого размышления, чтобы убедиться, что аномалия эта вовсе не составляет неразрешимой загадки. Лаплас просто зашел слишком далеко, выставив несомненным результатом генезиса туманных масс то, что в некоторых случаях представляется не более как вероятным его результатом. Причину, определяющую направление вращения, он видит в большей абсолютной скорости внешней части отделившегося кольца. Но при известных условиях эта разница в скорости может быть незначительна, если еще вообще она существует. Если масса туманного вещества, приближающаяся спирально к центральному сфероиду и в конце концов присоединяющаяся к нему по касательной, состоит из частей, имеющих одинаковую абсолютную скорость, то, когда она соединится с экваториальной окружностью сфероида и будет двигаться вместе с нею, ее наружные части приобретут меньшую угловую скорость, чем внутренние. Отсюда следует, что если при одинаковой угловой скорости наружных и внутренних частей отделившегося кольца является стремление к вращению вокруг оси в том же направлении, как по орбите, то можно заключить, что при меньшей угловой скорости наружных частей кольца, чем внутренних его частей, результатом явится стремление к вращению в направлении обратном. Другое весьма важное обстоятельство составляет форма сечения кольца; форма эта в каждом отдельном случае должна была быть более или менее различна. Чтобы пояснить это, необходимо прибегнуть к примеру. Вообразим себе апельсин, причем точки, где апельсин примыкал к стеблю и к чашечке, будут изображать полюсы. Вырежем из корки вокруг линии экватора полоску. Эта полоска, если ее положить на стол так, чтобы концы ее сходились, образует кольцо, похожее на обруч бочонка, кольцо, толщина которого по направлению его диаметра весьма незначительна, но ширина которого в направлении, перпендикулярном к его диаметру, довольно значительна. Предположим теперь, что вместо апельсина, который представляет сфероид, очень мало сплющенный, мы возьмем более сплющенный сфероид, имеющий форму не слишком выпуклого, чечевицеобразного стекла. Если с краев или с экватора этого чечевицеобразного стекла мы отрежем небольшое кольцо, это кольцо будет разниться от предыдущего в том отношении, что наибольшая толщина его будет приходиться по направлению его диаметра, а не в линии, пересекающей его диаметр под прямым углом: это будет кольцо, несколько приближающееся к форме диска, только гораздо более тонкое. Итак, смотря по степени приплюснутости вращающегося сфероида, отделившееся кольцо может иметь или форму обруча, или форму диска. При этом следует принять в соображение еще один факт. В значительно приплюснутом или чечевицеобразном сфероиде форма кольца может быть различна, смотря по его величине. Очень тонкое кольцо, такое, которое захватило только самый верхний слой экваториальной поверхности, будет иметь форму обруча, между тем как более массивное кольцо, захватившее более удобоизмеримую часть диаметра сфероида, примет форму диска. Таким образом, смотря по степени сплющенности сфероида и по объему отделившегося кольца, наибольшая толщина этого кольца будет приходиться или в направлении его плоскости, или по линии, перпендикулярной к его плоскости. Но обстоятельство это должно иметь сильное влияние на вращение планеты, образующейся впоследствии из кольца. В туманном кольце, имеющем вполне обручеобразную форму, разница между скоростями движения внутренней и внешней поверхности должна быть очень незначительна. И такое кольцо, собравшись в массу, наибольший диаметр которой пересекает под прямым углом плоскость ее орбиты, придаст почти наверно этой массе преобладающее стремление вращаться в направлении, пересекающем плоскость орбиты под прямым углом. Там, где кольцо имеет не вполне обручеобразную форму и где, следовательно, различие между скоростью вращения внутренних и внешних слоев значительнее, там должны оказывать влияние два противоположных стремления: одно - побуждающее массу вращаться к плоскости орбиты, другое - побуждающее ее вращаться в направлении, перпендикулярном к этой плоскости; вследствие чего плоскость вращения примет некоторое среднее положение. Наконец, если туманное кольцо имеет резко выраженную дискообразную форму и вследствие этого сливается в массу, наибольшие размеры которой совпадают с плоскостью орбиты, оба эти стремления соединятся, чтобы вызвать вращение в этой плоскости.
Справляясь с фактами, мы видим, что они, насколько наши сведения позволяют нам судить, вполне согласуются с этим воззрением. Судя по громадной величине орбиты Урана и сравнительной незначительности его массы, мы можем заключить, что кольцо, из которого он образовался, было сравнительно тонкое и потому долженствовало иметь обручеобразную форму, в особенности если туманная масса была в то время менее приплюснута, чем впоследствии. Отсюда возникли: плоскость вращения, почти перпендикулярная к орбите планеты, и направление вращения, не выказывающее никакого соотношения к движению планеты по ее орбите. Масса Сатурна в семь раз больше массы Урана, диаметр же его орбиты составляет менее чем половину диаметра орбиты последнего; из этого следует, что генетическое кольцо Сатурна, имея окружность, меньшую половины окружности кольца Урана, и толщину в вертикальном направлении, меньшую половины толщины его, так как сфероид, наверное, был в то время столь же приплюснут, как и теперь, а быть может, и больше, должно было быть значительно шире; следовательно, форма кольца Сатурна должна была менее подходить к форме обруча и более приближаться к форме диска; несмотря на разницу в плотности, оно должно было быть, по крайней мере, вдвое или втрое шире по направлению своей плоскости. Вследствие этого вращение Сатурна на его оси происходит в одном направлении с его движением вокруг Солнца и в плоскости, уклоняющейся только на тридцать градусов от плоскости его орбиты. Вследствие тех же причин генетическое кольцо Юпитера, масса которого в три с половиной раза больше массы Сатурна, а орбита почти наполовину меньше, должно было быть еще шире - совершенно дискообразно, могли бы мы сказать. Вследствие этого и образовалась планета, плоскость вращения которой отклоняется от плоскости ее орбиты немногим больше чем на три градуса. Далее, рассматривая сравнительно ничтожные размеры Марса, Земли, Венеры и Меркурия, мы должны принять, что кольца их были очень тонки, так как постепенного уменьшения окружностей этих колец недостаточно, чтобы объяснить малые размеры образовавшихся из них масс; итак, форма этих колец должна была снова подходить к обручеобразной; вот почему плоскости их вращения снова отклоняются в более или менее значительной степени от плоскостей их орбит. Принимая в соображение возраставшую сплюснутость первоначального сфероида в последовательные периоды его сгущения и различные размеры отделявшихся колец, мы полагаем, что вращательные движения различных планет вокруг их осей не противоречат нашей гипотезе, но, наоборот, подтверждают ее.
