Hipoteze o nastanku Sunčevog sistema

 

Iako je Sunčev sistem jedini istraženi planetarni sistem o njemu se ipak ne zna dovoljno da bi se potpuno objasnio njegov nastanak. Postoji više hipoteza o njegovom nastanku koje su, između ostalog, pokušale da objasne: zašto je najveći procenat mase koncentrisan u Suncu a gotovo sav obrtni moment njegovog sistema u planetama; zbog čega sve planete, osim Venere i Urana, imaju i revoluciju i rotaciju u istom smeru; kako to da su sve ravni revolucije komplanarne; zbog čega se planete Zemljinog tipa nalaze bliže Suncu, a planete Jupiterovog tipa dalje od njega; koja je suština Titius–Bodeovog zakona.

 

Kant–Laplasova hipoteza

Prva naučna hipoteza o postanku Zemlje i Sunčevog sistema. Nezavisno jedan od drugog nemački filozof Imanuel Kant i francuski matematičar i fizičar Pjer Simon Laplas izneli su, u drugoj polovini XVIII veka, vrlo sličnu hipotezu o postanku Zemlje, koja je kasnije nazvana Kant–Laplasova hipoteza. Prema toj hipotezi, ceo Sunčev sistem u početku je predstavljao usijano-gasovitu masu, koja se polako okretala oko svoje ose, usled čega je s vremenom dobila oblik spljoštene lopte – elipsoida. Ispuštanjem toplote u hladan kosmički prostor maglina se postepeno hladila, zgušnjavala i smanjivala. Smanjivanjem zapremine ona se sve brže okretala i postajala sve spljoštenija. S vremenom je njena brzina kretanja toliko porasla da je centrifugalna sila postala jača od centripetalne, usled čega je došlo do odvajanja gasnih prstenova, u vidu koncentričnih krugova, od centralne mase. Izdvojeni gasni prstenovi nastavili su da se kreću oko centralne mase, dobijali oblik elipsoida, sve se više hladili i zgušnjavali. Na taj način je od središta pramagline postalo Sunce, a od odvojenih prstenova postale su planete. Od planeta, dok su bile u usijano-gasovitom stanju, odvajali su se novi prstenovi od kojih su postali sateliti. Prema tome, Zemlja je prvo bila u usijano-gasovitom stanju, a zatim je postepeno hladeći se prešla u tečno stanje. Daljim hlađenjem ta tečna zažarena masa dobila je na površini tanak omotač, koji je kasnije prešao u čvrstu koru.

Zbog svoje jednostavnosti Kant–Laplasova hipoteza bila je popularna tokom XIX veka. Danas je ona uglavnom napuštena i ima više istorijski značaj jer predstavlja prvu etapu u rešavanju tako važnog i složenog pitanja kao što je postanak Zemlje i Sunčevog sistema.

 

Džinsova hipoteza

Engleski astronom i fizičar Džejms Džins objavio je 1919. godine tu hipotezu, koja pre svega pokušava da objasni rotaciju i revoluciju u Sunčevom sistemu. Prema toj hipotezi, pre više milijardi godina blizu Sunca prošla je neka džinovska zvezda. Usled njene ogromne privlačne snage, na Suncu je stvoren veliki „plimski talas”. Približavanjem pomenute zvezde Suncu, jedan deo njegove mase se odvojio. Ali ta odvojena materija nije se spojila sa zvezdom koja se udaljila, već je pod uticajem Sunčeve privlačne snage nastavila da obilazi oko njega. Hlađenjem, zgušnjavanjem i spajanjem prvobitno usijanih čestica odvojenih od Sunca nastale su planete i ostali članovi Sunčevog sistema (sateliti, asteroidi, komete, meteoroidi).

 

Šmitova hipoteza

Postavio ju je 1946. godine sovjetski naučnik Oto Juljevič Šmit. Prema toj hipotezi, Sunce je pre više milijardi godina prošlo kroz oblak kosmičke prašine i svojom privlačnom snagom povuklo deo oblaka za sobom. Sitne čvrste čestice okrećući se zatim oko Sunca međusobno su se spajale, postepeno povećavale i na kraju prerasle u planete. Deo kosmičkog oblaka, koji je na najmanjem odstojanju obilazio oko Sunca, smanjivao se dosta brzo jer su jedne čestice, privlačene Sunčevom gravitacijom, padale na Sunce, dok su druge, izgrađene od lakše materije, pod pritiskom Sunčevih zraka odbacivane dalje od Sunca. Zbog toga su tzv. unutrašnje planete (Merkur, Venera, Zemlja i Mars) malih dimenzija, izgrađene od težih elemenata i imaju mali broj satelita ili su bez njih, dok su one udaljenije, tzv. spoljašnje planete (Jupiter, Saturn, Uran i Neptun) velikih dimenzija, male gustine i imaju veliki broj satelita, jer je bilo dovoljno materijala za njihovo obrazovanje.

Dakle, prema Šmitovoj hipotezi sve planete, pa i Zemlja, postale su spajanjem čvrstih hladnih čestica kosmičke prašine različitih po sastavu i težini. Među njima je bilo i radioaktivnih materija, čijim se raspadanjem oslobađa velika količina toplote. Raspadanjem radioaktivnih materija i povećanjem temperature Zemljina masa je postala plastična. Usled toga je došlo do veoma sporog kretanja materija u njenoj unutrašnjosti. Teži elementi (gvožđe i nikl) spustili su se prema centru i obrazovali Zemljino jezgro, dok su lakši elementi (silicijum i aluminijum) isplivali na površinu i od njih je stvorena Zemljina kora.

 

Hipoteza vruće magline

Sredinom XX veka napuštaju se hipoteze da Zemlja i ostali članovi Sunčevog sistema vode poreklo od usijane Sunčeve materije. Prema savremenoj hipotezi, ta nebeska tela vode poreklo od ogromnog međuzvezdanog oblaka, sastavljenog od hladnih čestica kosmičke prašine i različitih gasova. Međuzvezdana materija u maglinama, kojih ima širom kosmosa, nije potpuno ravnomerno raspoređena, negde je gušća, a negde ređa. U gušćim delovima oblaka dolazi do bržeg skupljanja čestica i formiranja lokalnih gravitacionih centara. Oni zatim privlače okolne čestice i druge manje čestice koje postepeno narastaju i prelaze u velika loptasta jezgra, tzv. globule. Usled međusobnog privlačenja čestica, u globulama je došlo do vrtložnih kretanja i sve većeg sažimanja, tj. sabijanja materije. U centralnom delu međuzvezdanog oblaka formirana je najveća loptasta skupina – globula (prasunce), a u ostalim njegovim delovima manje skupine – protoplanete. Zbog velike koncetracije materije, centralna globula počela je da se intenzivno sažima, što je dovelo do velikog pritiska i temperature u njenom središtu. Kada je temperatura u središtu dostigla 10 000 000 °C, započele su termonuklearne reakcije usled kojih se vodonik pretvara u helijum uz oslobađanje velike količine energije. Temperature su porasle, materija se usijala i nastala je nova zvezda – Sunce. U središtima manjih skupina kosmičke materije nisu stvoreni tako visoki pritisci i temperature pa nije došlo do termonuklearnih reakcija. Zato su od manjih globula nastala tamna i hladna nebeska tela, tj. planete.