О месте и роли космогонии Лапласа в истории астрономии и развитии научного мировоззрения

Итак, подведем некоторые итоги и отметим главные заслуги Лапласа. Именно Лапласу наука обязана тем, что космогоническая проблема была переведена, наконец, из области натурфилософских построений в область экспериментально-теоретических исследований.

Лапласу принадлежит и другая заслуга: он сознательно отверг катастрофическую космогонию и ввел или во всяком случае упрочил своим авторитетом фундаментальную идею одновременности или по меньшей мере взаимосвязанности процессов образования Земли и других планет, с одной стороны, и центральной звезды, Солнца, — с другой. Именно эта идея отвечает представлению о закономерном, неслучайном появлении планетных систем во Вселенной.

Наконец, Лаплас несравненно более детально и обоснованно, нежели Кант, использовал в космогонии по существу «гравитационную неустойчивость» как основной для космогонии эффект, возникающий в результате взаимодействия ряда физических причин: у Лапласа это остывание и гравитационное сжатие протопланетной туманности и нарушение равновесия центробежных и гравитационных сил на определенных расстояниях от центра тяготения — Солнца.

Все эти направления (а не конкретное, упрощенное, чисто механистическое объяснение формирования планет в газовых кольцах) оказались главными направлениями развития современной космогонии.

В заключение отметим, что обилие непрерывно поступающей в наши дни новой информации о Космосе и его отдельных объектах оказывается все еще недостаточным для решения (а иногда даже затрудняет поиски его) проблемы космогонии в целом.

В наши дни все более существенной становится связь космогонии с геологией и другими науками о Земле, с аналогичным непосредственным исследованием других планет с помощью космических лабораторий, т. е. с планетологией вообще. Действительно, что было известно о планетах при их наблюдении лишь с Земли, вплоть до 70-х годов нашего века? Их массы, средние плотности, не всегда правильное представление об их атмосферах и облаках в них. О рельефе, кроме разве что лунном, не было известно ничего. Интерпретация же картины, видимой в телескоп, оказывалась нередко совершенно ошибочной (пример тому — ошибочное представление о Марсе, якобы покрытом растительностью!). В последние два десятилетия исследования с космических аппаратов принесли совершенно неожиданные сведения о планетах, особенно неожиданные в отношении планет земной группы, казалось бы, более или менее сходных с Землей. Поверхность Венеры оказалась раскаленной до многих сотен Кельвинов, атмосфера ее — насыщенной ядовитыми сернистыми парами. Поверхности всех этих планет и практически всех спутников оказались густо покрытыми кратерами, наподобие лунных, прежде всего явно ударного, метеоритного происхождения. Но и наличие вулканических кратеров, существование которых давно подозревалось на Луне, подтвердилось непосредственным наблюдением с космических станций «Вояджер» извергающихся вулканов на спутнике Юпитера Ио. С полдюжины вулканов во время пролета станции извергали на сотни километров в высоту пламя, дым, изливали потоки сернистой лавы.

Все это говорит о наличии высокой температуры в недрах планет и даже их спутников. Новые данные о составе Луны — в десять раз большее содержание в ее породах радиоактивных элементов, — видимо, подтверждает идею Вернадского — Шмидта о разогреве недр планет за счет распада таких элементов. Невольно приходит мысль, а не могла ли в таком случае с какой-либо планетой (еще в эпоху образования ее коры) произойти ядерная катастрофа — взрыв, породивший все многообразие мелких тел в Солнечной системе... Правда, подобное заключение о возможности самопроизвольного ядерного взрыва небесного тела типа планеты не имеет пока достаточных физических оснований.

Во всяком случае, ясно, что и геология (планетология), и геохимия наших дней задают космогонистам новые и новые загадки.

При разработке космогонических гипотез требуют учета и новые сведения о, казалось, уникальной детали в Солнечной системе — кольце Сатурна. Прежде всего оно оказалось не уникальной деталью; сейчас обнаружены кольца вокруг Юпитера и Урана, хотя и значительно более тонкие и узкие. Да и представления о кольцах Сатурна уточнились.

Особый интерес представляет тонкая и сверхтонкая структура колец, состоящих из сотен тысяч «колечек» шириной от нескольких до десятков километров и сгруппированных в кольца шириной в сотни и тысячи километров. При наблюдениях с Земли эта сложная система колец сливалась в несколько сплошных, хорошо знакомых земным наблюдателям.

Такая структура колец не может быть объяснена резонансным влиянием спутников Сатурна. Большинство исследователей считает, что расслоение на узкие кольца всего диска произошло вследствие диффузных процессов, вызванных неупругими столкновениями частиц.

Интересно, что Кант еще в 1755 г. предсказал, что разреженный, но все же «столкновительный» диск будет дробиться на узкие концентрические «колечки». Лаплас тоже, по некоторым источникам, был уверен, что «кольцо Сатурна сложено из многих колец, лежащих примерно в одной плоскости»¹.

Каждая частица в кольце Сатурна сталкивается с соседними однажды за несколько часов с относительными скоростями 1—2 мм/с. Это примерно скорость земной улитки. Несмотря на маленькие скорости движения, при столкновении частиц в зоне контакта лед разрушается, и за достаточно короткое время (около 30 тыс. лет) ледяные глыбы должны были бы превратиться в пыль. Крупные же частицы в кольцах Сатурна сохраняются вследствие накопления на их поверхности частиц мелкораздробленного льда, который примерно за 1000 лет образует слой толщиной в несколько миллиметров, как рассчитал молодой московский астроном Н.Н. Гарькавый.

Рыхлый поверхностный слой делает практически совершенно неупругим столкновение частиц и предохраняет их от дальнейшего разрушения. Инфракрасные наблюдения подтверждают наличие на поверхности частиц слоя мелкораздробленного льда, как заметил М.С. Бобров и другие еще в 70-е годы...

Все эти результаты показывают, что еще не одному поколению ученых предстоит поломать головы над этими едва ли не самыми важными проблемами для человечества: откуда мы? И как возник наш, такой небольшой в масштабах звездной и внегалактической Вселенной и такой сложный в смысле качественного развития материи, которое достигло здесь высшей формы — жизни и разума, — планетный мир? Повторим же вслед за великим Лапласом его последние слова: «Наука неисчерпаема, как и природа...»

Примечания

1. См.: Паша И.Ж. — Земля и Вселенная, 1983, № 6, с. 44.