منظومه شمسی

واضح آرشیو وب فارسی:فان پاتوق: اعضای منظومه شمسی از سه نسل اند.خورشید تنها عضو نسل اول بوده و در حدود ۵بیلیون سال پیش زاده شده است.سیارات،سیارک ها و بیشتر اجزای دیگر منظومه شمسی که اندکی دیرتر بوجود آمده اند،نسل دوم را تشکیل می دهند.قمر ها،نسل سوم، فرزندان سیارات بوده و متعلق به زمانی نزدیک ترند.عقیده عمومی بر این است که مواد اولیه همه این اجرام،در آغاز متعلق به خورشید است.فرضیه های گوناگونی در پیدایش سیارات،تا کنون،مطرح شده که مهمترین آنها عبارت اند از:

١_ فرضیه سحابی یا فرضیه نیروی گریز از مرکز

٢_ فرضیه کشندی

٣_ فرضیه تصادم

۴_ فرضیه برخورد ستاره دوگانه

۵_ فرضیه تلاطم

۶_ فرضیه پیش سحابی

١:فرضیه سحابی

این فرضیه به افتخار پیر سیمون لاپلاس (١٧۴٩-١٨٢٧) ریاضی دان و منجم بزرگ فرانسوی که نخستین بار آن را در سال ١٧٩۶ ارائه کرد،فرضیه سحابی لاپلاس نامیده می شود.مطابق این نظریه زمانی خورشید توده قرص مانند گسترده ای از گاز سوزان بودکه به کندی دوران می کرد و وسعت آن از مدار پلوتون، بیرونی ترین سیاره هم فراتر می رفت. سلسله حوادث زیر موجب پیدایش سیارات گردید:

١- این گاز سرد شد

٢- در نتیجه منقبض شد و شعاع قرص کاهش یافت.

٣- کاهش شعاع موجب افزایش سرعت دورانی و در نتیجه افزایش نیروی گریز از مرکز شد.

۴- حلقه ی گاز به تدریج به صورت کره ای انقباض یافت و یکی از سیارات شد.

همچنین خورشید باز هم سردتر شد و این فرایند تکرار شد و سیارات دیگر بوجود آمدند.

انتقاد از نظریه لاپلاس:گرچه این نظریه در نظر اول معقول می نماید ولی تأمل بیشتر در آن نشان می دهد که به هیچ روی قابل دفاع نیست، زیرا با چندین اصل بنیادی ناسازگار است.٢مورد از این ناسازگاری ها عبارت اند از:

١- می توان نشان داد که حلقه ها پس از جدا شدن از خورشید نمی توانستد به صورت جسمی واحد، یا حتی اجسامی چند، انقباض یابند. بلکه نظریه فیزیکی نشان می دهد که قسمت اعظم ماده این حلقه ها باید مولکول به مولکول تبخیر و داخل فضا می شدند.باقی مانده آن در نتیجه اثرات کشندی خورشید بر حلقه باید به صورت تعداد بی شماری جسم به اندازه قلوه سنگ یا کوچک تر در می آمدند.

٢- می توان نشان داد که حرکت وضعی (به دور خود) و انتقالی (به دور خورشید) سیاراتی که بدین طریق بوجود آمده باشند می بایست بسیار کند تر از آن باشد که در حال حاضر مشاهده می شود یا خورشید باید بسیار سریع تر دوران کند.

به بیان دیگر خورشید باید صاحب قسمت اعظم تکانه زاویه ای منظومه شمسی باشد و همه سیارات و سیارک ها باهم تکانه زاویه ای اندکی داشته باشند. مطابق این نظریه، سحابی اولیه، در حالی که سرد می شد می بایست متراکم شود و بخش اعظم تکانه زاویه ای را در جرم مرکزیش (خورشید) حفظ کند و به حلقه هایی که جدا می شوند فقط کسر کوچکی از این ماند دورانی اعطا شود. ولی واقعیت این است که خورشید فقط صاحب ٢ درصد از این تکانه حرکت دورانی است.

٢:فرضیه های کشندی و تصادم

بر طبق فرضیه کشندی، که به فرضیه برخورد نیز معروف است،. سیارات بر اثر کشند های عظیمی بوجود آمدند که عبور ستاره ای دیگر از نزدیکی خورشید، در آن ایجاد کرد. گاز های چگالی که از خورشید جدا شد دارای حرکتی در امتداد ستاره گذرنده بود. بخشی از ماده ی جدا شده را احتمالا" این ستاره همراه خود برد. بخشی دیگر نیز مسلما" به سطح خورشید باز گشت. قسمت سومی نیز وجود داشت که نیروی گریز از مرکز وارد بر آن به اندازه ای بود که بر جاذبه ی گرانشی فایق آمد. این قسمت سیارات متعدد را بوجود آورد. این نظریه در ابتدا (( خرده سیارات )) نامیده شد. دلیل این نامگذاری حاکی از آن است که نتیجه ی بلافصل عمل کشندی صرفا" ایجاد سیاراتی خرد بود. این خرده سیارات با جذب ماده ی پراکنده ی حول و حوش خود منظومه ای از نه سیاره شناخته شده را بوجود آورد.

انتقاد: مهاسباتی که بر فرمول های بنیادی فیزیک مبتنی است نشان می دهد که هیچ یک از این دو فرضیه قابل قبول نیست. در اینجا نیز دشواری اصلی مربوط می شود به توزیع مشهود تکانه های زاویه ای، یعنی این که خورشید فقط ٢ درصد و سیارات نزدیک ٩٨ درصد تکانه ی زاویه ای را دارند.

٣:فرضیه برخورد ستاره ی دوگانه

فرضیه برخورد ستاره ی دوگانه که به وسیله ی منجم انگلیسی ر.ا.لیتلتن ارائه شد دارای این مزیت بزرگ بر فرضیه های پیشین است که واقعیت های مشهود مربوط به تکانه ی زاویه ای را نقض نمی کند. بنابر فرضیه لیتلتن خورشید در آغاز یک ستاره ی دوگانه بود و ستاره ی عابر با ندیم خورشید تصادم کرد. حوادثی که پس از این تصادم روی داد و ممکن است در حدود یک ساعت طول کشیده باشد، عبارت اند از:١- ستاره های متصادم (ستاره ی عابر و ندیم خورشید) پس از تصادم نواری از ماده را پدید آوردند که بزرگی آن به اندازه ای بود که می توانست همه ی سیارات و اقمار و غیره را بوجود آورد.٢- دو ستاره مانند توپ های بیلیارد پس از برخورد هر یک به راه خود رفتند و با خود قسمت هایی از این نوار را که تحت تأثیر میدان های گرانشی شان بود، برذند.٣- اعضای مختلف منظومه شمسی از بخش مرکزی ماده ی به جا مانده پدید آمد. تکانه زاویه ای ماده در این بخش مرکزی می تواند با مقادیر مشهود متناظر باشد.

انتقاد: محاسبات نشان می دهد که ٩۴ درصد نوار را ستاره های متصادم با خود می برند و ۶درصد از بخش مر کزی پیش از آن که زیر تأثیر جاذبه ی خورشید به تنهایی قرار گیرد، تا مدتی ستاره ی عابر و ندیم خورشید را دنبال می کند. احتمال آنکه سیارات از این ۶ماده تشکیل شده باشند فوق العاده اندک است. رویداد بی اندازه محتمل تر آن است که آثار کشندی ناشی از ستاره ی عابر و ندیم خورشید این بخش از نوار را به تکه های بسیار، پاره پاره کند که این تکه ها سرانجام در فضای مجاور پراکنده شوند.

۴:فرضیه تلاطم

یکی از بهترین فرضیه ها، فرضیه تلاطم است که کار فیزیکدان آلمانی، کارل فریدریش فن وایتس زکر است. نقطه آغاز این فرضیه که در سال ١٩۴۵ انتشار یافت، شبیه فرضیه ی لاپلاس است. مطابق نظریه وایتش زکر خورشید، زمانی در جریان پیدایش به وسیله ی ابر قرص مانندی از گاز احاطه شده بود که به کندی دوران می کرد. قطر این قرص از مرتبه ی بزرگی قطر کنونی منظومه ی شمسی بود و دما در فواصل مختلف از خورشید مرکزی نظیر دمایی بود که اکنون نه سیاره ی منظومه ی شمسی در فواصل خود دارند. جرم این سحابی یک صد بار بیشتر از جرم کل سیارات و تقریبا" برابر با ١٠ درصد جرم خورشید فرض می شود. سحابی به طور عمده متشکل بود از ئیدروژن و هلیوم و فقط یک درصد عناصر سنگین تر. از قرار معلوم زنجیره ی حوادث زیر، به دنبال حالت اولیه روی داده است:١- پس از ٢٠٠ میلیون سال مولکول های ئیدروژن و هلیوم از قرص خارج و در فضا پراکنده شدند و در نتیجه جرم گاز ها از ١٠ درصد جرم خورشید در آغاز به مقدار ١ر٠درصد کنونی آن کاهش یافت ولی تکانه ی زاویه ای اولیه سحابی تغییر نکرد، به این طریق مقدار بزرگ کنونی این کمیت توضیح داده می شود.٢- در آن ٢٠٠ میلیون سال، در نتیجه ی تفاوت سرعت میان قسمت های مختلف سحابی حجره های تلاطم بوجود آمدند.ماده ی موجود در هر حجره در جهت حرکت عقربه های ساعت حرکت می کرد در حالی که خود حجره در خلاف جهت آن. بنابر این فرضیه سیارات در نواحی بدون راه گریز میان حجره ها تشکیل شدند. این نواحی، به علت وجود جریان های متضاد در مرز هایشان، با جذب مواد از حجره های مجاور به سرعت رشد کردند و از این رو موجب تجمع مقدار زیادی ماده شدند که در خلاف جهت حرکت عقربه های ساعت دوران می کرد. سرانجام پنج تا از این توده های متساوی الفاصله به هم می پیوستند و سیاره ای در فاصله ی معین را بوجود آورد.

انتقاد: بسیاری از چیز هایی را که درباره ی منظومه ی شمسی می دانیم می توان بر اساس فرضیه فن وایتس زکر توضیح داد، اما سؤال های بسیاری نیز بی پاسخ می ماند. مثلا" این فرضیه مطالب زیر را توضیح می دهد:

١- این واقعیت که سیارات و سیارک ها تقریبا" در یک صفحه ی مشترک حرکت می کنند.

٢- این واقعیت که صفحه ی استوایی خورشید تقریبا" بر صفحه ی مداری سیارات منطبق است.

٣- این که سیارات تقریبا" تمام تکانه ی زاویه ای کل سیستم را در خود دارند.

۴- این که فواصل سیارات از الگوی منظمی که با قانون بد بیان می شود، تبعیت می کند.

شمار سؤال هایی که هنوز بی جواب اند بسیار زیاد است و مهم ترین آنها از این جمله اند:

١- چگونه قطره ها و ذرات، کلوخه ها را تشکیل دادند؟

٢- از چه طریقی چندین کلوخه با هم یکی شده و سیاره ای را بوجود آوردند؟

٣- چرا سیاره ی اورانوس بر گرد محوری می چرخد که تقریبا" عمود بر محور صفحه ی مداری است؟

۴- چرا معدودی از قمر ها دارای حرکت معکوس اند؟

5:فرضیه پیش سیاره

بر طبق این فرضیه:

1- گوی بزرگی از گاز و غبار، بر اثر نیروهای گرانشی و گریز از مرکز، تبدیل به قرصی شد که به سرعت دوران می کرد. 95 درصد ماده ی اصلی در نزدیکی مرکز قرص جمع شد، پس از مدتی این مواد به خورشید جوان سرد تبدیل شدند و 5 درصد دیگر در قرص باقی ماند که پس از مدتی پیش سیاره های منظومه شمسی گردیدند.

2- تلاطم بر قرص حاکم بود و تجمع ماده در قسمت های مختلف آن پیوسته تشکیل می شد و بی درنگ از بین می رفت. با وجود این زمانی فرا رسید که چنان تجمعی از ماده پدید آمد که جاذبه ی گرانشی آن به اندازه ای بود که می توانست بر نیروهای گسلنده ی تلاطم چیره شود. اندازه و جرم چنین تجمعی، با جذب ماده از محیط مجاور به سرعت رشد کرد و سرانجام پیش سیاره ای شد. پیش سیاره های دیگر نیز به طرزی مشابه در فواصل گوناگون از خورشید تشکیل شدند. پیش سیاره های نزدیک به خورشید جرم زیادی در خود جمع نکردند، زیرا در آن فواصل قبلا" خورشید خود بیشتر مواد را جذب کرده بود. پیش سیاره هایی هم که از خورشید بسیار دور بودند چندان بزرگ نشدند، زیرا در این نواحی بیرونی قرص مقدار ماده اندک بود.

3- خورشید جوان و سرد، به انقباض و گرم شدن ادامه داد. سرانجام در حدود 5 بیلیون سال پیش هسته ی آن به قدری گرم شد که گداخت ئیدروژن به هلیوم در آن آغاز گردید و خورشید با قدرت تمام به گسیل تابش و باد خورشیدی پرداخت. تابش و باد خورشیدی تمام ماده ای که بین پیش سیاره های منظومه ی شمسی وجود داشت جاروب کرد و پیش سیاره ها را گرم ساخت و سبب شد که مقدار زیادی از جرم آنهابه فضای میان ستاره ها بگریزد. در جریان این جاروب کردن، زمین 9ر99 درصد از جرم پیش سیاره ای خود را از دست داد. پیش سیاره ی مشتری نیز تقریبا" همه ی جرمش (95 درصد) را در جریان تبدیل به سیاره ی مشتری از دست داد.

* امروزه رئوس فرضیه پیش سیاره ی کوئیپر، مورد قبول منجمان است. صورت های گوناگونی از این فرضیه ارائه شده است که در جزئیات با یکدیگر تفاوت دارند و ویژگی های خاصی را توضیح می دهند. فرآیند ها بر افزایش دانه ها و خرده سنک ها و پیدایش خرده سیارات و بالاخره تکوین پیش سیاره ها از طریق خذب ماده ی اطراف، در همه ی آنها مشترک است. شروع فرایند های گرماهسته ای در مرکز خورشید، موجب تشکیل باد خورشیدی شد که انتقال تکانه ی زاویه ای را به نواحی بیرونی امکان پذیر ساخت.

این صفحه را در گوگل محبوب کنید

[ارسال شده از: فان پاتوق]

[مشاهده در: www.funpatogh.com]

[تعداد بازديد از اين مطلب: 385]