Космогония

Космогония, учение о возникновении, образований, постепенном развитии и изменении отдельных членов вселенной и всей ее в совокупности, о переходе небесных тел из одного состояния в другое, — носит в настоящее время почти исключительно гипотетический характер. Причина та, что эти изменения общего состояния туманностей, солнц, планет происходят так медленно, что они совершенно неуловимы с тех пор, когда люди стали стремиться научно (не философским умозрением) разрешить вопросы космогонии. Ввиду невозможности непосредственным наблюдением решить эти вопросы, наука принуждена избрать другие пути: 1) наблюдая разнообразные формы и состояния небесных тел, стараться по одновременному сосуществованию их в пространстве составить представление о последовательной во времени смене различных форм и состояний каждого тела в отдельности, основывая это представление на свойствах материи, известных из непосредственных опытов и наблюдений; 2) составлять гипотезы о постепенном образовании небесных тел, согласующиеся со свойствами материи и в своих конечных выводах приводящие к тому, что непосредственно наблюдается в действительности. Главные идеи современной космогонии сводятся к следующему: основной формой состояния материи считаются т. н. туманности, огромные скопления материи в газообразном состоянии и разнообразной формы, как совершенно прихотливой, так и более правильной, в форме колец, дисков и, особенно часто, спиралей (центральное ядро, от которого в двух противоположных концах отходят ветви, изгибающиеся в одном направлении); местами в туманности (особенно в ветвях спиральных туманностей) замечаются отдельные уплотнения, как предполагают, — звезды в первичном состоянии. Вследствие постепенного уплотнения туманности, происходящего от взаимного притяжения ее частиц и отдельных частей ее, она начинает превращаться в звездное скопление (теория Гершеля), причем отдельные уплотнения туманности начинают переходить в звезды. Дальнейшие процессы в таких отдельных уплотнениях применительно к нашей солнечной системе по гипотезе Канта-Лапласа представляются таким образом: первоначальная масса материи (газа?), с значительным уплотнением, ядром, в средине, имела вращательное движение около оси; при постепенном уплотнении вследствие взаимного притяжения частиц и потери тепла чрез лучеиспускание угловая скорость вращения должна была увеличиваться, и должен был наступить момент, когда на границах экваториального пояса центробежная сила уравновесит притяжение к центру; тогда на экваторе наружная часть массы должна была отделиться от остальной в виде вращающегося в своей плоскости кольца, а остальная масса — продолжать сжиматься и в дальнейшем отлагать от себя подобные же кольца. Если в кольце где-нибудь было значительно большее, чем в других местах, уплотнение, то это место, притягивая к себе другие части кольца, должно было увеличиваться на их счет, и в результате получалась масса, обращавшаяся вокруг центрального ядра — будущая планета, обращающаяся около солнца, образующегося в средине всей системы. Если же кольцо было довольно равномерно во всех частях, то в результате притяжения его частиц к отдельным небольшим более уплотненным частям его оно должно было распасться на множество небольших планеток — пояс астероидов между Марсом и Юпитером. История каждой массы, обращавшейся вокруг центральной массы и вращавшейся около своей оси, повторяла в общих чертах историю первоначальной массы материи: она так же отлагала от себя кольца, из которых затем образовывались немногочисленные спутники  планеты или же рой мелких спутников, как кольца Сатурна. Постепенно охлаждение материи достигало такой степени, что планета одевалась твердой корой, на которой затем начинали свою разрушающе-созидающую деятельность геологические факторы, а затем, при благоприятных для этого условиях, появлялись организмы.

Необходимо иметь ввиду, что гипотеза Лапласа, изложенная здесь лишь в самых существенных и общих чертах, имела целью объяснить наиболее характерные черты движений в солнечной системе: преобладание одинакового направления движений (против часовой стрелки, если смотреть со стороны Полярной звезды) и сравнительно малый взаимный наклон орбит планет и их спутников. Сам автор не смотрел на нее иначе, как на гипотезу, и, лишь передаваясь из уст в уста, переходя, иногда с искажением, из книги в книгу, ее изложение иногда теряло характер гипотезы и приобретало вид установленной теории у авторов популярных книг, более экспансивных, чем внимательных и вдумчивых. Серьезные исследователи всегда видели, что она, прежде всего, нуждается в дополнительных математических исследованиях, и эти исследования были начаты еще в средине XIX в. Рошем. С другой стороны, открытия спутников Урана, орбиты которых приблизительно перпендикулярны к орбитам больших планет, спутника Нептуна и, в наше время, еще двух спутников Юпитера и одного у Сатурна, обращающихся вокруг планет по направлению часовой стрелки, показало, что развитие солнечной системы было, во всяком случае, сложнее, чем думалось прежде. В последние десятилетия эти вопросы подвергаются разнообразным исследованиям, и в настоящее время имеется несколько более или менее последовательно и подробно (иногда односторонне) развитых космогонических гипотез (Аррениус, Си, Мультон и Чемберлен и др.) и детальных исследований по различным входящим сюда вопросам (например, исследования Дж. Дарвина о приливах). Вместо подробного изложения каких-либо из этих гипотез, быть может, уместнее будет указать те новые идеи, которые, в той или иной комбинации, входят в эти гипотезы.   Чтобы объяснить, как могло возникнуть вращение основного хаоса, можно предположить, что он образовался от столкновения двух небесных тел или, по крайней мере, от значительного приближения их друг к другу; от этого должен был образоваться огромный вихрь вокруг центральной массы, выброшенные части должны расположиться в виде двух ветвей плоской спирали, а отдельные сгущения вещества в этих ветвях — послужить в дальнейшей эволюции ядрами для образования планет и спутников. Большое количество метеоров, особенно слабых, попадающих каждую ночь в атмосферу земли, дает основание считать, что в небесном пространстве, кроме больших тел, есть много мелких камней, камешков и пыли; в необозримо громадные промежутки времени от случайных столкновений этих телец могли образоваться значительные массы, рои метеоров с весьма спутанными движениями, с некоторым общим вращением, и тем положить начало хаосу для постепенного образования из него более или менее стройной системы.  Если основная масса, хаос, уже образовалась тем или иным путем, в форме ли газообразной массы, в форме ли роя метеоров или облака пыли, но очень равномерна и не содержит центров для дальнейших сгущений, для дифференциации, то случайно попадающие в него большие массы, быть может, обломки или части распавшихся солнц, могут остаться в этой массе вследствие оказанного ею сопротивления их движению и послужить ядрами для концентрации того вещества, которое встречается им на их пути вокруг центрального ядра; это — основная мысль т. н. теории пленения. Даже если система в основных своих чертах уже образовалась, такие случайные пришельцы могут стать постоянными членами системы; и так как они могут войти в систему по самым различным направлениям, то их движения могут оказаться и совершенно несогласными с направлением большинства движений в образовавшейся системе. Хотя орбиты планет вокруг Солнца и спутников вокруг планет и не круги, но они немного лишь отличаются от кругов; это не значит, однако, что эти пути с самого начала нужно предполагать близкими к кругам: при движении тела в сопротивляющейся среде, какой не могла не быть первоначальная масса даже после того, как в ней уже началось дифференцирование, это сопротивление должно было, между прочим, уменьшать эксцентриситеты орбит и приближать их форму к круговой.  Не одна только сила взаимного тяготения направляет космогонические процессы и управляет ими; сила светового давления и электрические силы могут оказывать большое влияние на движение и перемены физического состояния материи, особенно когда она находится в газообразном или мелкораздробленном, в виде пыли, состоянии; эти силы обнаруживают свое значение во многих наблюдаемых явлениях, их влияние может быть, при случае, громадным при образовании миров; быть может, в некоторых стадиях мирообразовательных процессов действие этих сил превышает действие всеобщего тяготения.  Непосредственным наблюдением невозможно обнаружить, много ли существует во вселенной таких солнечных систем, как наша, с одной преобладающей массой в центре и мелкими массами вокруг нее: по слабости света, испускаемого подобными планетами, они не могут быть видимы рядом с Солнцем при таких расстояниях, какие отделяют нас даже от ближайших к нам звезд; поэтому о существовании во вселенной таких систем, как наша, мы можем предполагать лишь по аналогии, но, с другой стороны, наблюдение показывает, что значительную долю других солнечных систем составляют т. н. двойные звездные системы, главными, но, быть может, не единственными, членами которых являются два больших светила, два солнца, обращающиеся по приблизительным эллиптическим орбитам вокруг общего центра тяжести, или, если угодно, одно вокруг другого. Образование таких систем должно было идти иным путем, чем образование нашей системы. Основные идеи возможной эволюции их основаны на теоретических исследованиях, особенно Пуанкаре и Дж. Дарвина, над вращением однородной несжимаемой жидкости. В покоящемся состоянии такая жидкость должна иметь сферическую форму; при постепенно возрастающей скорости вращения она должна принимать последовательно форму эллипсоида вращения, трехосного эллипсоида и форму груши. Форма груши, можно думать, неустойчива, и при дальнейшем ускорении вращения масса распадается на две массы, не очень разнящиеся одна от другой по размерам. На этих массах, при вращении их около общего центра тяжести, должны возникнуть явления приливов и отливов; вследствие вязкости и внутреннего трения жидкости эти массы, вначале движущиеся по кругам, должны постепенно удаляться друг от друга, период их обращения должен увеличиваться, равно как и эксцентриситет орбит. Эти результаты теоретических исследований полагают в основу гипотез об образовании двойных звезд из общей первоначальной массы, вращение которой должно ускоряться вследствие уменьшения объема, объем же должен уменьшаться вследствие лучеиспускания в небесное пространство и взаимного тяготения частиц массы. Конечно, невозможно в точности применять исследования относительно однородной несжимаемой жидкости к тем, без сомнения, неоднородным и, может быть, как газ, сжимаемым массам, из которых образуются звезды, но обнаруженные наблюдениями соотношения между периодом обращения и эксцентриситетом двойных звезд (см. XXI, 39), согласные с изложенными результатами теории, дают некоторое право считать, что она представляет, по крайней мере, главнейшие черты, без сомнения, более сложной действительности. С полным правом теоретические исследования Дарвина о роли приливного трения в эволюции небесных светил могут быть применены к тому случаю, когда масса материи, постепенно уплотняясь, дошла уже до капельно-жидкого состояния; Дарвин специально применяет их для установления прошлой и будущей истории Земли и Луны, начиная с того времени, когда оба тела только что образовались из общей массы, до того, когда и вращение Земли около оси и обращение Луны вокруг земли будут совершаться в одно и то же время (55 теперешних суток). Со времени их образования Земля и Луна успели и значительно удалиться друг от друга и, достаточно охладившись, отвердеть; эта судьба ожидает, можно думать, и все еще не охладившиеся планеты и все солнца; судя по всему, что мы знаем, рано или поздно, но, конечно, через невообразимо громадные промежутки времени, каждое солнце должно постепенно погаснуть и остывать до тех пор, пока столкновение с другим солнцем или, скорее, конечно, с иным более громадным телом, например с туманностью, не превратит остывший мир в первоначальный хаос, и из старого мира, как сказочный феникс, не начнет созидаться мир новый. Однако, далее Земля не охладилась еще вполне; как известно, температура повышается по мере углубления в землю; это обстоятельство в связи с стремлением объяснить вулканические и другие геофизические явления привело к господствовавшему в XIX в. взгляду, что внутренность земли находится в расплавленном состоянии, и что внешняя твердая кора имеет толщину лишь в несколько десятков или немного сотен верст. Однако в последнее время новые наблюдения, как, например, наблюдения деформации поверхности земли под влиянием притяжения луны (приливы и отливы в теле земли), наблюдения над распространением землетрясений и др., а также новые теоретические исследования приводят к необходимости или, по крайней мере, возможности допущения, что тело земли все твердое; а внутренняя теплота земли находит себе вероятное объяснение в испускании тепла при распадении атомов, как это наблюдается у радия. Таким образом, даже вопрос о внутреннем состоянии ближайшего к нам небесного тела, нашей земли, еще не может считаться окончательно выясненным.

Литература. Специальные исследования рассеяны в различных журналах; хорошим введением к ним может служить: Н. Poincaré, «Leçons sur les hypothèses cosmogoniques» (Paris, 1911). Что касается популярных изложений, то, кроме соответствующей главы в книге Ньюкомба-Энгельмана (см. IV, 203), укажем на русском языке: «Новые идеи в астрономии». Вып. 1, 2, 3; изд. «Образования», Спб. Гипотезы Аррениуса, Мультона и исследования Дарвина см. С. Аррениус, «Образование миров» (несколько переводов); Мультон, «Эволюция солнечной системы»; Р. Болл, «Века и приливы»; изд. Матезис.

С. Блажко.