Гипотеза О.Ю. Шмидта

О.Ю. Шмидт начал разработку своей гипотезы о происхождении Солнечной системы в 1943 г. Гипотеза публиковалась в его работах с 1944 г. и лучше всего изложена в его брошюре «Четыре лекции о теории происхождения Земли» (3-е изд.—М.: Изд-во АН СССР, 1954 г.)¹.

Начав разработку трудной проблемы в период, когда в космогонии царил разброд, используемый в частности буржуазными философами для утверждения о непознаваемости мира, о единственности планетной системы во Вселенной, он отважно бросился в атаку в новой для него области, в обстановке «кастовой» враждебности со стороны большинства астрономов. Но часть их ему удалось увлечь за собой. Он организовал при Академии наук СССР Институт физики Земли и в нем группу по математической разработке его космогонической гипотезы, выросшую в творческий коллектив молодых ученых.

Шмидт выдвинул идею об аккумуляции планет из роя небольших холодных твердых тел и назвал свою гипотезу «метеоритной». Первоначально он предполагал, что эти тела в виде «метеоритного облака-роя» были захвачены Солнцем из межзвездной среды, что решало проблему mvr. Вместе с тем, встреча с таким облаком, которое при дальнейшем развитии гипотезы представлялось точнее как газопылевое, было весьма вероятным событием, поскольку Солнце на своем пути вокруг центра Галактики пересекает экваториальную область нашей звездной системы, где таких облаков весьма много.

Отто Юльевич Шмидт (1891—1956)

Но в отличие от Эджворта, Шмидт сумел обосновать гипотезу захвата, впервые доказав возможность захвата в задаче трех тел, вопреки теореме Шази. Это было выдающимся самостоятельным вкладом в небесную механику. В самой космогонической концепции Шмидта и его школы идея захвата в дальнейшем не использовалась, так как расчеты показали, что масса захваченного облака будет слишком малой для образования планет. Шмидт объяснил различия в массе и химическом составе между группой близких к Солнцу планет (планет земной группы) и более далеких планет-гигантов тем, что они образовались из двух частей единого околосолнечного газопылевого облака: более близкой к Солнцу части, где облако прогрелось его лучами, и более далекой, холодной части. В отличие от прежних представлений об образовании планет из раскаленных газовых сгустков, Шмидт утверждал, что Земля и другие планеты сперва были сравнительно холодными, и использовал, таким образом, другую плодотворную идею — холодной аккреции.

По мнению Шмидта и его последователей, планетная система образовалась из огромного уплощенного газопылевого протопланетного облака, некогда окружавшего Солнце (вопрос о происхождении самого облака не рассматривался более). Земля и родственные ей планеты, от Меркурия до Марса, аккумулировались из твердых тел и частиц, а при аккумуляции планет-гигантов (по крайней мере Юпитера и Сатурна), содержащих в основном водород, участвовал, следовательно, наряду с твердыми телами, также и газ. Особенно детально была разработана Шмидтом теория дальнейшей эволюции Земли (на основе идеи В.И. Вернадского о радиоактивном разогреве ее недр). Выводы космогонической теории Шмидта хорошо согласовались с новыми данными геологии и геофизики о строении Земли. Гипотеза впервые объясняла и закон распределения планет в Солнечной системе (закон Тициуса — Воде).

Рис. 14. Происхождение планетной системы по О.Ю. Шмидту

Вместе с тем, в рамках теории Шмидта не удалось найти удовлетворительного ответа на старые вопросы: почему Солнце так медленно вращается вокруг своей оси; почему некоторые спутники и малые планеты движутся почти перпендикулярно к плоскости эклиптики.

Рис. 15. Эволюция протонланетного облака по О.Ю. Шмидту

Концепция О.Ю. Шмидта, как не профессионального астронома, многими астрономами, в особенности небесными механиками, была встречена вначале очень недоброжелательно. Некоторые ИЗ НИХ ДОХОДИЛИ до того, что, не входя в суть дела, утверждали, будто Шмидт лишь повторяет гипотезу Канта. Позднее, однако, гипотеза О.Ю. Шмидта широко популяризировалась в СССР. В ее разработке активно и долго участвовали Г.Ф. Хильми, Б.Ю. Левин, В.С. Сафронов, развивающий ее и сейчас, и некоторые другие. Но за рубежом о ней знали тогда мало, в основном из-за того, что изложение ее можно было найти преимущественно на русском языке. Сказалось и пренебрежительное отношение в капиталистических странах к науке в СССР. Но постепенно найденное О.Ю. Шмидтом плодотворное направление развития космогонии как решения комплексной широкой проблемы с учетом данных большого круга наук и с использованием ценных идей прошлого — т. е. исторического опыта космогонии — все это завоевало высокий авторитет и признание как руководство к действию среди космогонистов всего мира.

В это же десятилетие между 40-ми и 50-ми годами XX в. космогония идейно обогащалась с другой стороны: осознанием необходимости и появлением (ростом) возможности учитывать многочисленные данные астрофизики, как и достижения самой физики. Но главное, планетная космогония все более осознавалась как часть общей звездно-космогонической проблемы. Пионерами на этом направлении выступили немецкий физик К. Вайцзеккер и выдающийся советский астрофизик академик В.Г. Фесенков.

Гипотезу первого мы изложим здесь по книге Струве и Зебергс².

Примечания

1. См. также книги: Левин Б.Ю. Происхождение Земли и планет. — 4-е изд. — М.: Наука, 1964; Сафронов В.С. Эволюция допланетного облака и образование Земли и планет. — М.: Наука, 1969.

2. Струве О. и Зебергс В. Астрономия XX века. — М.: Мир, 1968, с. 189—191.