Теории происхождения земли — Развитие земельных и водных ресурсов
Происхождение Земли определяет ее возраст, химический и физический состав. Наша Земля является одной из девяти планет (Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун, Плутон) Солнечной системы. Все планеты Солнечной системы вращаются вокруг Солнца приблизительно в одной плоскости и в одном и том же направлении по орбитам-эллипсам, очень близким к окружностям.
Галактика — Солнце и система звезд. Основная масса звезд расположена в кольце Млечного Пути. Звезды по размерам больше или меньше Солнца. Солнце расположено ближе к центру Галактики и вместе со всеми звездами вращается вокруг него.
За пределами Галактики есть много других Галактик, в составе которых от 1 до 150 млрд. звезд. Такое большое группирование звезд называют метагалактикой, или Большой Вселенной. Нашу метагалактику открыл американский астроном Эдвин Хабл (1924—1926 гг. ). Он установил, что Млечный Путь — это единственный из многих «звездных миров», который мы наблюдаем. Галактика (Млечный Путь) имеет спиральное строение. Это вытянутая полоса звезд со значительным утолщением посредине и на концах.
Бесчисленное количество сравнительно близких к нам Галактик составляет Архипелаг звездных островов, т. е. образует систему Галактик.
Большая Вселенная — это система архипелагов, несколько миллионов Галактик. Диаметр Большой Вселенной — многие миллиарды световых лет. Вселенная бесконечна во времени и в пространстве.
Происхождение Земли еще с глубокой давности интересовало ученых, и по этому поводу было выдвинуто много гипотез, которые можно разделить на гипотезы горячего и холодного происхождения.
Немецкий философ Кант (1724—1804) выдвинул гипотезу, согласно которой Земля образовалась из туманности, состоящей из пылеватых частиц, между которыми существовали притяжение и отталкивание, в результате чего образовалось круговое движение туманности.
Французский математик и астроном Лаплас (1749—1827) выдвинул гипотезу, что Земля образовалась из единой раскаленной туманности, но движение ее не объяснил. По Канту Земля образовалась независимо от Солнца, а по Лапласу она является продуктом распада Солнца (образования колец).
В XIX и XX ст. в Западной Европе о происхождении Земли и других планет было выдвинуто еще ряд гипотез (Чемберлена, Мультона, Джинса и др.), которые оказались идеалистическими или механическими и научно не обоснованными. Большой вклад в науку о происхождении Земли и космоса сделали русские ученые — академик О. Ю. Шмидт и В. Г. Фесенков.
Академик О. Ю. Шмидт научно доказал, что планеты (в том числе и Земля) образовались, из твердых раздробленных частиц, захваченных Солнцем. При прохождении сквозь скопление таких частиц силы притяжения захватывали их, и они начинали двигаться вокруг Солнца. В результате движения частички образовывали сгустки, которые группировались и превращались в планеты.
Академик В. Г. Фесенков для объяснения своей гипотезы исходил из того, что Солнце и планеты образовались в едином процессе развития и эволюции из большого сгустка газово-пылеватой туманности. Этот сгусток имел вид очень сплюснутого дископодобного облака. Из наиболее густого горячего облака в центре образовалось Солнце. В силу движения всей массы облака на его периферии плотность была неодинакова. Более плотные частички облаков стали центрами, с которых начали формироваться будущие девять планет Солнечной системы, в том числе и Земля. В. Г. Фесенков сделал вывод, что Солнце и его планеты образовались почти одновременно из газово-пылеватой массы, имеющей высокую температуру.
По современным космогоничным представлениям Земля образовалась около 4,7 млрд. лет назад из рассеянного в солнечной системе газово-пылеватого вещества. В результате дифференциации веществ Земли под действием ее гравитационного поля в условиях разогрева земных недр возникли и развились различные по химическому составу, агрегатному состоянию и физическим свойствам оболочки — геосферы: ядро (в центре), мантия, земная кора, гидросфера и атмосфера.
Вопрос о происхождении Земли изучен еще недостаточно, и ученые всего мира усиленно работают в этом направлении.
Теории происхождения жизни на Земле — что это, определение и ответ
Креационизм (религиозно-философская концепция, гипотеза божественного происхождения жизни)
Все живые организмы на Земле были созданы Богом. Они изначально целесообразны и сохраняются в неизменном виде. Причём сотворение мира произошло единожды, поэтому его изучение невозможно.
Креационизм принимает жизнь как данность и не предпринимает попыток объяснения происхождения жизни естественными законами природы.
Гипотеза самопроизвольного зарождения жизни
Подразумевает многократное самопроизвольное возникновение живых организмов из неживой материи. В Средние века многим «удавалось» наблюдать появление живых организмов (червей, личинок насекомых, мышей, плесневых грибов) в гниющих остатках организмов.
В 1668 г. итальянский врач Ф. Реди экспериментально опроверг эти представления. Он поместил кусочки мяса в сосуды, часть из которых закрыл марлей. В открытых сосудах вскоре появились личинки мух, а в закрытых их не было. Так была доказана невозможность самозарождения мух в гниющем мясе. Реди выдвинул принцип «всё живое — от живого».
Окончательно опровергнуть гипотезу спонтанного возникновения живых организмов удалось в 1859 г. французскому микробиологу Л. Пастеру. Он экспериментально установил, что не могут самопроизвольно появляться также и микроорганизмы. Стерильный бульон Пастер поместил в специальные колбы с длинными S-образными горлышками. Часть колб оставалась открытой. В открытых колбах вскоре появились и стали размножаться бактерии. В колбах с изогнутым вытянутым горлышком, которое служило своеобразной ловушкой для бактерий, бульон оставался стерильным.
К концу 19 в. практически все учёные признали, что живые организмы возникают только от других живых организмов.
Гипотеза панспермии
В 1865 г. немецкий учёный Г. Рихтер впервые высказал идею о космическом происхождении жизни на Земле. Согласно его гипотезе, жизнь была занесена с других планет. Сторонники космического происхождения жизни считают, что жизнь на Землю была занесена случайно или преднамеренно космическими пришельцами. Но остаётся открытым вопрос о возникновении жизни в космосе.
Гипотеза биохимической эволюции Опарина–Холдейна (гипотеза абиогенеза)
Согласно теории возникновения жизни на Земле, созданной А.И. Опариным и Дж. Холдейном в 1924-1927 гг., живые тела возникли из веществ неорганической природы в три этапа:
На первом этапе происходило образование органических веществ из неорганических. Абиогенное (т. е. без участия живых организмов) возникновение живой материи возможно было только в условиях древней атмосферы и отсутствия живых организмов.
В состав древней атмосферы входили:
Под действием мощных электрических разрядов, ультрафиолетового излучения и высокой радиации из этих веществ могли возникать органические соединения, которые накапливались в океане, образуя «первичный бульон».
На втором этапе ― образование из простых органических соединений в водах первичного океана белков, жиров, углеводов и нуклеиновых кислот. В «первичном бульоне» из биополимеров образовывались многомолекулярные комплексы ― коацерваты. В коацерватные капли из внешней среды попадали ионы металлов, выступавшие в качестве первых катализаторов. Из огромного количества химических соединений, присутствовавших в «первичном бульоне», отбирались наиболее эффективные в каталитическом отношении комбинации молекул, что, в конечном счете, привело к появлению ферментов.
На границе между коацерватами и внешней средой выстраивались молекулы липидов, что приводило к образованию примитивной клеточной мембраны.
Третий этап ― это этап развития жизни. На этом этапе коацерваты (лат. coacervo – собираю, скапливаю), то есть коллоидные капли, в которых концентрация веществ была выше, чем в окружающем растворе, начали укрупняться и взаимодействовать друг с другом и с другими веществами. В результате взаимодействия коацерватов с нуклеиновыми кислотами образовались способные к самовоспроизведению протобионты (белковые частицы, которые включали в себя нуклеиновые кислоты), что привело к возникновению самовоспроизведения, сохранение наследственной информации и передача её последующим поколениям; с этого момента начался период органической эволюции.
Следует подчеркнуть, что живые организмы ― это открытые способные к самовоспроизведению системы, в которые энергия поступает извне.
В связи с этим очевидно, что первые живые организмы были гетеротрофами, получавшими энергию за счет анаэробного расщепления органических соединений. Возникновение современной атмосферы прямо связано с появлением и развитием автотрофных организмов и фотосинтеза.
Гипотеза абиогенеза основывается на данных современной науки о формировании Земли примерно 4,5 миллиарда лет назад.
В настоящее время на основе современных данных гипотеза абиогенеза претерпела значительные изменения, была расширена и дополнена. В частности, большинство ученых сегодня считают, что возникновение самовоспроизведения предшествовало формированию мембран и полноценного обмена веществ или происходило параллельно с ними.
После появления нашей планеты как твердого тела и ее постепенного остывания происходила конденсация водяного пара в первичной атмосфере Земли. Дождевая вода с растворенными в ней веществами накапливалась в углублениях рельефа.
В первичной атмосфере в значительных количествах присутствовал углекислый газ, сероводород, метан, аммиак, пары воды и почти полностью отсутствовал кислород (следовательно, не было озонового слоя). Земля была подвержена жесткому ультрафиолетовому излучению Солнца.
Основные этапы эволюции биосферы Земли
Биосфера простирается примерно от 5 км ниже поверхности до 60 км над поверхностью нашей планеты, заселена организмами и занята продуктами их жизнедеятельности. Но так было не всегда.
Биологической эволюции предшествовали физико-химические процессы:
Зарождение Солнца
Образование газопылевого (протопланетного) облака
Возникновение низкотемпературной Протоземли
Появление земной коры
Разогревание твёрдой оболочки, выход газов
Образование атмосферы без кислорода
Формирование Мирового океана
Возраст нашей планеты составляет 4,5 млрд лет. Эволюция биосферы происходит последние 3,8-4 млрд лет.
Этапы эволюции биосферы
Этап, возраст | Процессы | Результат |
---|---|---|
Биохимическая эволюция на основе синтеза простых органических молекул (3,5–4,6 млрд лет) | Живые организмы использовали органику первичного океана. Возникновение биотического круговорота с участием водорода, паров воды, метана, аммиака. | Формирование биосферы. Появление миксотрофов, хемотрофов, первых фотосинтезирующих организмов без выделения кислорода. |
Биогенез (2,5–3,5 млрд лет) | Синтез крупных органических молекул под действием геофизических факторов. Косное вещество Земли начало преобразовываться в живое вещество. | Появление многоклеточных организмов с более сложным механизмом фотосинтеза. Выделение кислорода в атмосферу. Возникновение аэробных организмов. |
Антропогенез (начало 1,5-3 млн лет назад) | Появление человека, формирование общества в процессе трудовой деятельности. | Новая фаза эволюция, обусловленная превращением деятельности людей в мощную силу, преобразующую природу. |
Ноогенез | Появление разумно управляемой социально-природной системы, в которой осуществляется рациональное природопользование, происходит устойчивое развитие. | Ноосфера. |
7 теорий происхождения жизни
Когда вы совершаете покупку по ссылкам на нашем сайте, мы можем получать партнерскую комиссию. Вот как это работает.
(Изображение предоставлено: Getty Images)Происхождение жизни на Земле началось более 3 миллиардов лет назад, эволюционировало из простейших микробов в ослепительно сложный массив. Но как первые организмы единственного известного дома жизни во вселенной развились из первобытного бульона?
Наука остается нерешенной и противоречивой относительно точного происхождения жизни, также известного как абиогенез.
Даже само определение жизни оспаривается и переписывается: одно исследование, опубликованное в Журнале биомолекулярной структуры и динамики (открывается в новой вкладке), предлагает раскрыть 123 различных опубликованных определения.Хотя наука все еще кажется неуверенной, вот некоторые из многих различных научных теорий о происхождении жизни на Земле.
Все началось с электрической искры
Молния во время летней грозы. (Изображение предоставлено Getty Images)Молния могла дать искру, необходимую для зарождения жизни. Электрические искры могут генерировать аминокислоты и сахара из атмосферы, насыщенной водой, метаном, аммиаком и водородом , как это было показано в знаменитом фильме Миллера. — Эксперимент Юри в 1952 году, согласно журналу Scientific American . Результаты эксперимента показали, что молния могла помочь создать ключевые строительные блоки жизни на Земле в ее первые дни. За миллионы лет могли сформироваться более крупные и сложные молекулы.
Хотя исследования, проведенные с тех пор, показали, что ранняя атмосфера Земли была на самом деле бедна водородом, ученые предположили, что вулканические облака в ранней атмосфере могли содержать метан, аммиак и водород, а также были заполнены молниями, по данным Университета Калифорния
Молекулы жизни встретились на глине
Первые молекулы жизни могли встретиться на глине, согласно идее, разработанной химиком-органиком Александром Грэмом Кэрнсом-Смитом из Университета Глазго в Шотландии. Кэрнс-Смит предложил в своем 1985 противоречивой книге «Семь ключей к происхождению жизни» (открывается в новой вкладке), что кристаллы глины сохраняют свою структуру по мере роста и слипаются, образуя участки, подверженные различным воздействиям окружающей среды, захватывая по пути другие молекулы и организуя их в паттерны очень похожи на наши гены сейчас.
Ссылки по теме
Основная роль ДНК заключается в хранении информации о том, как должны быть организованы другие молекулы. Генетические последовательности в ДНК — это, по сути, инструкции о том, как аминокислоты должны располагаться в белках. Кэрнс-Смит предполагает, что кристаллы минералов в глине могли упорядочивать органические молекулы в организованные структуры. Через некоторое время органические молекулы взяли на себя эту работу и организовались.
Хотя теория Кэрнса-Смита определенно дала ученым пищу для размышлений в 1980-х годах, она до сих пор не получила широкого признания в научном сообществе.
Жизнь зародилась в глубоководных источниках
Глубоководный гидротермальный источник в Тихом океане. (Изображение предоставлено Getty Images)Теория глубоководных жерл предполагает, что жизнь могла зародиться в подводных гидротермальных жерлах, извергающих ключевые для жизни элементы, такие как углерод, и водород-, согласно журналу Nature Reviews Microbiology (открывается в новом выпуске). вкладку).
Гидротермальные жерла можно найти в самых темных глубинах дна океана, как правило, на расходящихся континентальных плитах, по данным Музея естественной истории . Эти жерла извергают жидкость, которая перегревается ядром Земли по мере прохождения через земную кору, а затем выбрасывается в вакууме. Во время своего путешествия через земную кору он собирает растворенные газы и минералы, такие как углерод и водород.
Их каменистые укромные уголки могли затем сконцентрировать эти молекулы вместе и обеспечить минеральные катализаторы для критических реакций. Даже сейчас эти источники, богатые химической и тепловой энергией, поддерживают живые экосистемы.
Абиогенез посредством гидротермальных жерл продолжает исследоваться как возможная причина жизни на Земле. В 2019 году ученые из Университетского колледжа Лондона успешно создали протоклетки (неживые структуры, которые помогают ученым понять происхождение жизни) в таких же жарких и щелочных условиях окружающей среды, как и в гидротермальных источниках.
У жизни было холодное начало
Лед мог покрыть океаны 3 миллиарда лет назад и способствовать зарождению жизни. «Ключевые органические соединения, которые считаются важными в происхождении жизни, более стабильны при более низких температурах», — сказал Джеффри Бада из Калифорнийского университета. 0005 Новый ученый (открывается в новой вкладке). При нормальных температурах эти соединения, такие как простые наборы аминокислот, малочисленны в воде, но при замерзании концентрируются и способствуют возникновению жизни, согласно работе Бады, опубликованной в журнале I carus . .
Лед также мог защищать хрупкие органические соединения в воде внизу от ультрафиолетового света и разрушения от космических ударов. Холод мог также помочь этим молекулам выжить дольше, позволив протекать ключевым реакциям.
Ответ заключается в понимании образования ДНК.
Иллюстрация двойной спирали молекулы ДНК. (Изображение предоставлено Getty Images)В настоящее время для образования ДНК требуется белков из , а белкам для образования требуется ДНК, так как же они могли образоваться друг без друга? Ответом может быть РНК , которая может хранить информацию, такую как ДНК, служить ферментом подобно белкам и помогать создавать как ДНК, так и белки, согласно журналу Molecular Biology of the Cell . Позднее ДНК и белки пришли на смену этому «миру РНК», потому что они более эффективны.
РНК все еще существует и выполняет несколько функций в организмах, в том числе действует как выключатель для некоторых генов. До сих пор остается открытым вопрос, как РНК вообще попала сюда. Некоторые ученые считают, что молекула могла спонтанно возникнуть на Земле, в то время как другие говорят, что это маловероятно.
У жизни было простое начало
Вместо того, чтобы развиваться из сложных молекул, таких как РНК, жизнь могла бы начаться с более мелких молекул, взаимодействующих друг с другом в циклах реакций. Они могли содержаться в простых капсулах, похожих на клеточные мембраны, и со временем могли развиться более сложные молекулы, которые выполняли эти реакции лучше, чем более мелкие, сценарии, получившие название моделей «сначала метаболизм», в отличие от моделей «сначала гены». Модель гипотезы «мира РНК».
Жизнь была занесена сюда откуда-то из космоса
Могла ли жизнь быть доставлена на Землю из космоса? (Изображение предоставлено Getty Images)Возможно, жизнь вообще не зародилась на Земле, а была принесена сюда из другого места в космосе, согласно НАСА, это явление известно как панспермия . Например, камни регулярно выбрасываются с Марса в результате космических ударов, а на Земле было обнаружено несколько марсианских метеоритов, которые, по мнению некоторых исследователей, принесли сюда микробы, потенциально сделавшие всех нас изначально марсианами. Другие ученые даже предположили, что жизнь могла зайти автостопом на кометах из других звездных систем. Однако, даже если бы эта концепция была верна, вопрос о том, как зародилась жизнь на Земле, изменился бы только на вопрос о том, как зародилась жизнь в другом месте в космосе.
Дополнительные ресурсы
Для получения дополнительной информации о теориях происхождения жизни ознакомьтесь с книгами «Лестница к жизни: проверка реальности происхождения жизни» (откроется в новой вкладке) «Change Laura Tan» и «Тайна происхождения жизни» ( открывается в новой вкладке)» Чарльза Б. Такстона и др.
Библиография
Мэтью Леви и др., «Пребиотический синтез аденина и аминокислот в условиях Европы», Icarus, том 145, июнь 2000 г. , https://doi.org/10.1006/icar.2000.6365 (открывается в новом вкладка)
Уильям Мартин, «Гидротермальные источники и происхождение жизни», Nature Reviews Microbiology, том 6, сентябрь 2008 г., https://doi.org/10.1038/nrmicro1991 (открывается в новой вкладке)
К. А. Дилл и Л. Агозино , «Движущие силы в происхождении жизни», Открытая биология, том 11, февраль 2021 г., ttps://doi.org/10.1098/rsob.200324 (открывается в новой вкладке)
Бен К. Д. Пирс и др., «Происхождение мир РНК: судьба азотистых оснований в теплых прудах», PNAS, том 114, октябрь 2017 г., https://doi.org/10.1073/pnas.1710339114 (откроется в новой вкладке)
Будьте в курсе последних научных новостей, подписавшись на нашу рассылку Essentials.
Свяжитесь со мной, чтобы сообщить о новостях и предложениях от других брендов Future. Получайте электронные письма от нас от имени наших надежных партнеров или спонсоров.Чарльз К. Чой — автор статей для Live Science и Space.com. Он охватывает все, что связано с человеческим происхождением и астрономией, а также физику, животных и общие научные темы. Чарльз имеет степень магистра гуманитарных наук Университета Миссури-Колумбия, Школу журналистики и степень бакалавра гуманитарных наук Университета Южной Флориды. Чарльз побывал на всех континентах Земли, пил прогорклый чай с маслом яка в Лхасе, плавал с морскими львами на Галапагосских островах и даже взбирался на айсберг в Антарктиде.
1
Ученые обнаружили ближайшую к Земле черную дыру, уничтожающую звезды из когда-либо виденных
2
Китайский неисправный марсоход, возможно, нашел следы недавней воды на Красной планете
3
Гигантский фаллос- айсберг в форме айсберга, плавающий в заливе Консепшен, удивляет жителей Дилдо, Канада0003
5
ДНК человека возрастом 25 000 лет обнаружена на палеолитическом кулоне из сибирской пещеры
1
quitoes, в то время как другие этого не делают?
2
При редком нападении 30 косаток «тяжело ранены» 2 взрослых серых кита в Калифорнии Канада
4
Млекопитающие с сумками «более развиты», чем люди — что-то вроде
5
Невиданная ранее «кристаллоподобная материя», спрятанная в куске окаменевшей молнии, вероятно, является брендом новый минерал
Происхождение Земли: (Геоморфология) География Дополнительно UPSC
Сегодня вы изучите различные теории происхождения Земли. Прежде всего, Вам следует знать, что все концепции, гипотезы и теории, выдвинутые в отношении происхождения Солнечной системы, применимы и к происхождению Земли.
В этой статье мы прочитаем в общей сложности 8 теорий происхождения Вселенной.
- Газовая гипотеза Канта
- Небулярная гипотеза Лапласа
- Планетезимальная гипотеза Чемберлена
- Приливная теория Джин и Джеффри
- Гипотеза двойной звезды Рассела
- Гипотеза Хойла о сверхновой
- Межзвездная гипотеза Шмидта
- Теория большого взрыва
1. Газовая гипотеза Канта
- Иммануил Кант, немецкий философ , представил в 1755 году свой трактат под названием «Всеобщая естественная история и теория неба, или Очерк о действии и механическом происхождении всей Вселенной на основе ньютоновских законов».
- Кант утверждал, что его «газовая гипотеза» происхождения земли была основана на здравых принципах ньютоновских законов гравитации и вращательного движения.
- Сначала его гипотеза получила мировое признание, но позже была опровергнута, так как основывалась на ошибочных представлениях и неправильном применении ньютоновских законов тяготения .
- Несмотря на жесткую критику, гипотеза считалась большим шагом вперед в области космогонии и «он своими словами чуть ли не прогремел середину XVIII века…
- Кант постулировал свою газообразную гипотезу происхождения земли на основе нескольких предположений. Он предположил, что сверхъестественно созданная первозданная твердая материя была рассеяна по вселенной .
- На самом деле, по Канту было первичное, медленно вращающееся облако газа (теперь называемое туманностью) и вещества, состоящего из очень холодных, твердых и неподвижных частиц.
- Туманность – это первичная (примитивная) аморфная (бесформенная) масса облака газа и пыли.
- На современном научном языке можно сказать (но не описано Кантом), что температура первичной материи была около -273 °C или абсолютного нуля или 0 K . Это было причиной того, что холодное вещество изначально было неподвижным (согласно молекулярной теории вещества).
- Далее он предположил, что частица начала сталкиваться друг с другом под действием взаимного гравитационного притяжения. Это взаимное притяжение и столкновение между частицами порождало хаотическое движение в первичной материи. Столкновение частиц также порождало трение , которое выделяло тепло, в результате чего температура первичной материи начала повышаться.
- Далее он утверждал, что случайное движение частиц также порождало вращательное движение в первичной материи. Таким образом, первоначальное холодное и неподвижное облако материи со временем превратилось в огромную горячую туманность и начало вращаться (вращаться) вокруг своей оси.
- Согласно Канту с повышением температуры хаотическое движение, а также частота столкновений между частицами также увеличиваются. Это дало дополнительный импульс скорости вращательного движения (вращения) первичной материи. Повышение температуры также изменило состояние первичной материи от твердого до газообразного. Таким образом, начальная первичная материя постепенно превратилась в горячую вращающуюся туманность. При постоянном повышении температуры и скорости вращения туманность начала увеличиваться в размерах.
- Согласно Иммануилу Канту по мере увеличения тепла размер туманности увеличивался, а по мере увеличения размера туманности угловая скорость или скорость вращения еще больше увеличивались. Из-за постоянного увеличения размера туманности скорость вращения стала настолько высокой, что центробежная сила (вдали от центра) превышала силу притяжения или центростремительную силу (направленную к центру).
- Туманность начала вращаться так быстро, что от средней части туманности отделилось кольцо неправильной формы, которое в конечном итоге было отброшено под действием центробежной силы. Повторением того же процесса от туманности отделилась система концентрических колец (девять). Остаточная центральная масса туманности осталась как солнце.
- Неравномерность колец вызвала развитие ядер (узлов) для образования соответствующих планет . Другими словами, все материи каждого кольца были собраны в одной точке, чтобы образовать ядро или узел, который в конечном итоге со временем превратился в планету. Таким образом, видно, что, по Канту, Земля образовалась за счет агрегации всего вещества кольца, отделившегося от туманности благодаря центробежной силе.
- Повторением того же процесса кольца были отделены от вновь образованных планет, и материалы каждого кольца были сконденсированы, чтобы сформировать спутники соответствующих планет. Таким образом, образовалась вся Солнечная система, состоящая из Солнца (остаточной части вращающейся туманности), девяти планет и их спутников.
Хотя Иммануил Кант основывал свою газообразную гипотезу на научных принципах (закон тяготения Ньютона) для решения проблемы происхождения Солнечной системы и Земли, но его гипотеза была признана необоснованной потому что она на основе нескольких ошибочных научных фактов . Фактически гипотеза Канта была объявлена динамически несостоятельной:
- Это было одно из основных предположений гипотезы Канта о существовании первичной материи во Вселенной , но так и не объяснил источник происхождения первичной материи.
- Кант не объяснил источник энергии, вызывающий беспорядочное движение частиц первичной материи , которые в начальной стадии были холодными и неподвижными.
- Согласно первому закону движения Ньютона «тело остается в покое, или если оно находится в движении, оно остается в равномерном движении с постоянной скоростью до тех пор, пока к нему не будет приложена внешняя сила». как предполагал Кант, находились в покое и к ним не прикладывалась внешняя сила, то в чем причина хаотического движения частиц первичной материи?
- Столкновение частиц первичной материи никогда не может породить в ней вращательного движения . Это ошибочное утверждение механизма.
- Это означает, что если кто-либо вращается, общая сумма его углового момента всегда будет оставаться постоянной, если только к вращающемуся телу не будет приложена внешняя сила.
- Это утверждение ошибочно, так как противоречит закону сохранения углового момента.
Таким образом, самое основание, на котором основывалась гипотеза Канта, оказывается несостоятельным и неверным . Однако важность гипотезы Канта заключается в том, что это была первая научная попытка объяснения происхождения земли. Фактически гипотеза Канта подготовила почву для постулирования небулярной гипотезы Лапласом.
2. Небулярная гипотеза Лапласа
- Французский ученый Лаплас предложил «Небулярную гипотезу Лапласа» , которая является одной из самых ранних теорий происхождения Земли. Лаплас попытался пересмотреть газовую гипотезу Канта.
- С точки зрения допущения первичной материи небулярная гипотеза Лапласа отличается от кантовской. Кант считал, что первичное вещество состоит из облака или туманности из холодной неподвижной материи. Туманности, по Лапласу, состоят из горячего первичного вещества. Пьер Симон де Лаплас предложил гипотезу небулярности в 1796 г.
Предположения
- Он предположил, что в космосе существует огромная и горячая газовая туманность.
- С самого начала огромная и горячая туманность вращалась вокруг своей оси.
- Туманность постоянно охлаждалась из-за потери тепла с ее внешней поверхности в процессе излучения и, таким образом, постоянно уменьшалась в размерах из-за сжатия при охлаждении.
По Лапласу
- Основываясь на вышеупомянутых предположениях, Лаплас полагал, что туманность образовалась из газов, а не твердых тел, и что все, включая солнце, звезды, растения и астероиды, образовалось из облака туманности .
- Первоначально было облаком туманности, состоящим из частиц гелия, водорода и пыли, размером с современную Солнечную систему.
- С тех пор туманность постоянно уменьшалась в размерах из-за постепенной потери тепла с внешней поверхности туманности за счет излучения.
- Таким образом, уменьшение размера и объема туманности увеличило круговую скорость (вращательное движение) туманности.
- Из-за увеличения скорости туманность начала вращаться с очень большой скоростью и, следовательно, центробежная сила стала настолько большой, что превысила центростремительную силу.
- Следовательно, Внешняя поверхность уплотнилась из-за чрезмерного охлаждения и поэтому не могла вращаться при всё ещё остывающем и сжимающемся центральном ядре туманности.
- А, Таким образом, внешнее кольцо отделилось от остальной части туманности.
- И это отделившееся кольцо начало двигаться вокруг туманности.
- Лаплас далее утверждал, что первоначальное кольцо было разделено на девять колец, и каждое кольцо отошло от внешнего кольца.
- Таким образом, из девяти колец сформировались девять планет, а оставшееся центральное ядро туманности стало Солнцем.
- Он не описал источник происхождения туманности.
- Он не объяснил, почему из неправильного кольца, оторвавшегося от туманности, вышло только 9 колец?
- Если Солнце является остатком ядра туманности, как утверждал Лаплас, оно должно иметь небольшую выпуклость вокруг своей средней части, которая указывала бы на вероятное отделение неправильного кольца от Солнца, но в средней части такой выпуклости нет. солнце.
- Согласно небулярной гипотезе все спутники должны вращаться в направлении отцовских планет, но лишь немногие спутники Сатурна и Юпитера вращаются в направлении, противоположном их отцовским планетам.
- Небулярная гипотеза не может объяснить специфическое распределение современного углового момента в нашей Солнечной системе.
Итог: Достоинство теории заключается в том, что она является наиболее приемлемым объяснением при объяснении слоистого строения земных недр.
3. Планетезимальная гипотеза Чемберлена (1905)
- Споры о своеобразном перераспределении углового момента в нашей Солнечной системе от исходного углового момента туманности Лапласа подорвали самую основу монородительских или монистических представлений о происхождении Земли (и планет). Поэтому среди ученых 1-й четверти 20 века стала распространяться и уважаться идея биродительской или дуалистической концепции происхождения Земли. Планетезимальная гипотеза, выдвинутая совместно Чемберлином и Моултоном, принадлежит к дуалистическим концепциям происхождения Земли.
- Гипотеза Planetesimal не только объясняет происхождение Земли, но и проливает свет на строение Земли, происхождение ее атмосферы, континентов и океанических бассейнов.
- В отличие от монистической концепции (например, газовой гипотезы Иммануила Канта и небулярной гипотезы Лапласа) планетезимальная гипотеза предусматривала возникновение Солнечной системы (и Земли) с помощью двух небесных тел.
- Согласно Чемберлину изначально во вселенной было два небесных тела (звезды) –
- Прото-Солнце
- и его Звезда-компаньон или Вторгающаяся звезда
- Поведение и свойства протосолнца не были похожи на другие звезды. Оно образовалось из очень маленьких частиц, которые были холодными и твердыми . Таким образом, протосолнце, в отличие от туманности Лапласа, не было горячим и газообразным, а состояло из твердых частиц и имело холодную и круглую форму. Была еще одна звезда, названная 9.0171 «вторгшаяся звезда» или «звезда-компаньон », которой суждено было пройти очень близко от протосолнца .
- Когда вторгшаяся звезда подошла очень близко к бесконечному протосолнцу , от внешней поверхности протосолнца было отделено множество мелких частиц из-за массивного гравитационного притяжения, создаваемого гигантской вторгшейся звездой . Эта материя, которая представляет собой пыль, газы, фрагменты горных пород, в конечном итоге срастается, образуя планеты и другие небесные тела , которые вращаются вокруг протосолнца.
- Первоначально отделившиеся частицы или планетезимали были такими же, как частицы пыли . Планезимали были неоднородного размера, скорее несколько планетезималей вокруг протосолнца были довольно большого размера . Эти более крупные планетезимали стали ядрами для формирования будущих возможных планет. Постепенно большие планетезимали начали притягивать маленькие планетезимали.
- Таким образом, многочисленные малые планетезимали аккрецировались (добавлялись) к ядрам больших планетезималей, и в конечном итоге эти большие планетезимали вырастали в виде планет за счет непрерывной аккреции бесконечного числа планетезималей. С течением времени оставшееся протосолнце превратилось в современное солнце . Спутники планет создавались благодаря повторению одних и тех же процессов и механизмов.
4. Теория приливов Джин и Джеффри
- Эта теория чем-то похожа на теорию Чемберлина о том, что вторгшаяся звезда выбрасывает вещество из протосолнца. Чемберлен в своей теории предполагал, что протосолнце изначально было холодным телом, тогда как теория приливов предполагает, что протосолнце было горячим и раскаленным.
- Согласно теории приливов, материя выбрасывается не случайно выброшенная пыль, газы, планетезимали.
- Выброшенное вещество имело форму сигары и называлось Нить , из которой срастаются планеты и другие небесные тела.
- Эта теория является лучшей интерпретацией для объяснения размеров планет, поскольку они расположены вдали от солнца.
5. Гипотеза двойной звезды Рассела
- Существует двойная звездная система (две звезды, соединенные вместе и вращающиеся вокруг фиксированного центра масс).
- Вторгшаяся звезда приближается к двойным звездам и выбрасывает вещество из одной из звезд. (Это не объясняет, что случилось с вторгшейся звездой и остатком звезды, из которой была выброшена материя.)
- Выброшенная материя циркулирует по планетам и вращается вокруг протосолнца .
- Эта теория удобна для объяснения того, почему состав планет отличается от состава Солнца.
6. Гипотеза Хойла о сверхновой
- Согласно Хойлу изначально во Вселенной было две звезды –
- Первобытное Солнце и
- Звездочка-компаньон
- Звезда-компаньон была гигантской , а позже стала сверхновой из-за ядерной реакции.
- Со временем все ядра водорода звезды-компаньона были израсходованы в процессе ядерной реакции, и она разрушилась и сильно взорвалась
- Сильный взрыв звезды-компаньона привел к распространению огромной массы пыли, которая начала вращаться вокруг примитивного солнца в форме круглого диска
- Материя этого диска стала строительным материалом для формирования будущего планет.
- Таким образом, планеты нашей Солнечной системы образовались за счет конденсации вещества диска.
7. Межзвездная гипотеза Шмидта
- Согласно этой теории, первоначальная вселенная, состоящая из звезд и случайно распределенной материи, заполняющей пространство между .
- Согласно Шмидту, эта темная материя начала вращаться вокруг примитивного вращающегося солнца и постепенно звезды темной материи аккрецируют и конденсируют и таким образом образуют солнечную систему.
- Хотя Шмидт не объяснил способ происхождения этих темных материй. Эти темные вещества были названы Шимидтом «межзвездной пылью».
- Эту теорию можно рассматривать как объяснение процессов, предшествовавших аккреционному процессу небулярной системы Лапласа и Канта.
8. ТЕОРИЯ БОЛЬШОГО ВЗРЫВА
Идея теории Большого Взрыва была впервые высказана Джорджем Ле Нэтром в 1920-х годах и постепенно дополнялась многими учеными.