Рош продолжает труд Лапласа (попытка математизации гипотезы)

Ученик и последователь Лапласа, выдающийся французский ученый Э. Рош в конце 40-х годов XIX в. взялся за математизацию некоторых аспектов его гипотезы. Он исследовал вопрос о том, какую форму должна принимать большая газовая масса под действием вращения. Его расчеты подтвердили, что под действием центробежной силы достаточно большая масса газа примет форму двояковыпуклой линзы. Частицы вне этой ее «свободной» (по терминологии Роша) поверхности будут от нее отделяться, так как для них центробежная сила не уравновешивается силой притяжения.

При охлаждении туманности (с поверхности) частицы с ее периферии падают внутрь, и ядро уплотняется, растет, но размер всей туманности при этом уменьшается мало. Процесс отделения колец на периферии был подтвержден Рошем, но оказался более сложным. Периоды роста центрального сгущения, как показал Рош, должны сменяться периодами сокращения всей чечевицеобразной массы, в течение которых только и могут возникать газовые кольца.

Эти рассуждения Роша не безупречны, но если бы они были верны, то некоторые трудности гипотезы Лапласа облегчились бы. Некоторые даже считали, что они указывают путь для нахождения упоминавшегося выше закона Тициуса — Боде (правильного возрастания расстояний между планетами с удалением их от Солнца). Правда, другие заявляли, что этот закон — вообще случайное явление, недостойное внимания. Так говорили некоторые ученые даже в XX в., между тем то обстоятельство, что этот закон справедлив по меньшей мере для больших планет, не может быть случайным, и теперь никто больше так не думает.

Интересно, что и к системе спутников Сатурна, известных до запусков к нему космических аппаратов, была применима та же формула, только на расстояниях, соответствующих показателям от 2 до — ∞, находились кольца Сатурна, состоящие из бесчисленных спутников с размерами от нескольких метров до пылинок.

Автор этих строк всегда был убежден, что существование закономерности в расстояниях планет означает родственный для них путь их образования, а «уклоняющиеся расстояния» указывают на иной путь их образования. Похоже, что все больше ученых приходит к такому же заключению. Стоит обратить внимание на то, что размеры и массы планет с удалением их от Солнца сначала довольно правильно возрастают, а затем, после Юпитера, плавно убывают, но эту тенденцию нарушает массивный Нептун и слишком уж маленький Плутон — оба тела нарушают и ход изменения расстояний от Солнца. А у Плутона и орбита к тому же так эксцентрична, что он по временам подходит к Солнцу ближе, чем Нептун! Надо также иметь в виду, что никакие «гладкие» соотношения не вечны вследствие существования возмущений, которые за очень долгие сроки, особенно в случае сближения планет, могут радикально менять их орбиты, главным образом у менее массивных тел.

Развивая гипотезу Лапласа, Рош впервые детально рассмотрел приливные эффекты в Солнечной системе. На этом пути он сделал свое едва ли не самое главное открытие: открыл существование критического расстояния от планеты, ближе которого малое тело может быть разорвано на куски приливным воздействием большого. Так, кольца Сатурна Рош объяснил разрывом спутника под действием планеты, поскольку расстояние от планеты всей системы колец меньше критического. Работы Роша, в свою очередь, стимулировали появление первой детальной теории приливной эволюции космических систем.