Гипотезы В.Г. Фесенкова

В 1918 г. впервые в советской науке с космогонической гипотезой выступил молодой тогда ученый, будущий академик — астрофизик В.Г. Фесенков. Эта его ранняя гипотеза возникла на основе вихревой небулярной гипотезы Фая. От подобных гипотез вскоре отказались. Однако гипотеза Фесенкова была интересна тем, что он впервые ввел в космогонию идею необходимости учета астрофизических процессов. Так он обратил внимание на возможную роль в формировании первичных вихрей — зародышей планет конвекционных токов вещества в протопланетной туманности.

Василий Григорьевич Фесенков (1889—1972)

Началом нового, «астрофизического» этапа развития планетной космогонии второй половины века можно считать появление гипотезы В.Г. Фесенкова, развитой им в период 1943—1950 годов.

Представим себе быстро вращающееся Солнце, только что выделившееся из газовой среды. Вначале оно будет разреженным гигантом низкой температуры. Солнце должно сжиматься, так как пока не имеет источников энергии. При этом будет происходить ускорение его вращения, и в недрах его начнутся ядерные реакции с участием углерода, требующие температуры в десятки миллионов градусов. Равновесное состояние вещества в Солнце нарушается, и от него вдоль экватора начнет отделяться в основном водород. Так Солнце окружалось газовой туманностью, постепенно рассеивающейся в пространстве. При быстром вращении на Солнце образуется с одной стороны выступ. Этот выступ, участвуя во вращении Солнца, отделившись, унесет с собой часть его энергии. Можно рассчитать, какую часть подобного выступа должна занимать масса, образовавшая затем ту или иную планету, для того чтобы сообщить этой планете известный нам ее момент вращения.

Механизм возникновения прямого вращения в подобном случае был рассмотрен еще Лапласом. В образовавшейся подобным образом Солнечной системе планеты вначале должны были быть близки одна к другой. Планеты, как известно, состоят главным образом из тяжелых элементов, которые в Солнце представлены в ничтожной пропорции. Следовательно, из отделившейся первоначальной массы только ничтожная часть могла пойти на образование планет, все же остальное должно было образовать межпланетную среду, в дальнейшем рассеявшуюся из Солнечной системы.

Дальнейшая история Солнечной системы в первый период ее существования состояла, по Фесенкову, главным образом в том, что в результате приливного трения в самое первое время, а затем уменьшения массы Солнца, т. е. ослабления гравитационных связей между Солнцем и планетами, последние все более и более увеличивали размеры своих орбит, пока, наконец, Солнечная система не пришла в современное состояние. При этом главной мыслью Фесенкова было то, что во всяком случае образование нашей планетной системы с ее многочисленными аномальными особенностями не могло быть следствием какого-либо одного простого механизма. Напротив, формирование планет со всеми особенностями было весьма сложным процессом и заняло довольно продолжительное время. Даже в настоящее время этот процесс еще не вполне закончился, так как продолжает происходить образование комет и новых метеорных тел. Вполне естественно, что мы все еще стоим на пороге разрешения великой космогонической проблемы. И успех здесь зависит прежде всего от проникновения в тайну рождения и развития звезд, а изучение физических свойств звезд, по существу, началось только в XX столетии. Отмечая имевшийся кризис в космогонии, Фесенков делал вывод, что более не должно быть места никаким спекулятивным построениям. Только тщательное и осторожное сопоставление проверенных фактов, какими бы необыкновенными они не казались нам, может приблизить нас к решению этой загадки.

Гипотеза В.Г. Фесенкова хотя и использует общую идею Рессела о Солнце как двойной звезде, но совершенно по-новому, эволюционно представляет эту ситуацию: планеты возникают в процессе самого формирования двойной звездной системы. Гипотеза остроумна, нова в своих физических основах и является, по-видимому, первой, связывающей образование планет с внутренним развитием уже образовавшегося Солнца. На Первом космогоническом совещании в Москве (1951 г.) академик В.А. Амбарцумян, не входя в подробности, подчеркивал, что, по его убеждению, Солнце и планеты были порождены в едином процессе. Одним из вариантов такого процесса и является описанная гипотеза Фесенкова. Солнце в процессе своего развития выбрасывает вещество для планет в результате ротационной неустойчивости.

Но и в этой гипотезе имеются явные недостатки. Существование длинного выступа у Солнца (который можно сравнить с иглой, воткнутой в арбуз), да еще вращающегося вместе с ним, выглядит неправдоподобно. Ничего не говорится об образовании систем крупных спутников. Нет четкости в объяснении различного состава планет земной группы, которые состоят из тяжелых элементов, и внешних планет-гигантов, в основном газовых.

Новые тенденции в развитии космогонии получили яркое отражение на Московском космогоническом совещании. Это небывалое в истории астрономии большое четырехдневное совещание, организованное Академией наук СССР, состоялось в апреле 1951 г. Его целью было всестороннее обсуждение исследований о происхождении Солнечной системы. В совещании участвовало много ученых разных специальностей: геологов, астрономов, геофизиков, геохимиков и математиков, заинтересованных в исследовании Земли как небесного тела. Более 40 человек выступили при обсуждении основного доклада академика О.Ю. Шмидта.

Его работа о происхождении Солнечной системы еще до совещания вызвала особенный интерес, в частности тем, что широко использовала математический анализ. Тем не менее, много противников гипотезы Шмидта оказалось и среди небесных механиков, веривших в полную справедливость теоремы Шази. Некоторые из них, как уже упоминалось, заявляли, что Шмидт не добился якобы ничего нового по сравнению с гипотезой Канта, давно устаревшей. Это было неверно, так как Шмидт впервые детально разработал теорию возникновения первоначально целиком холодной Земли, впервые правильно объяснил прямое вращение планет, возникающих в облаке с кеплеровским движением его частиц (более далекие от Солнца частицы, несмотря на меньшую скорость, из-за большего r имеют большее mvr!). Он же математически впервые доказал, что планеты с необходимостью должны были образоваться на таких расстояниях друг от друга, как это наблюдается.

На совещании рассматривалась и гипотеза В.Г. Фесенкова. Об этих двух конкурирующих гипотезах мы уже говорили подробнее выше. В развитие теории О.Ю. Шмидта В.А. Крат, Л.Э. Гуревич и А.И. Лебединский высказали ряд новых идей.

В решении совещания было подчеркнуто, что концепция Шмидта «открывает пути к объяснению основных черт строения Солнечной системы»¹.

В итоге совещания было также отмечено, что удовлетворительное решение вопроса о происхождении планет можно искать только совместно с разрешением проблемы о происхождении и эволюции звезд.

Примечания

1. Труды Первого совещания по вопросам космогонии 16—19 апреля 1951 г. — М.: Изд-во АН СССР, 1951, с. 366.