Behzad AZ
07-20-2010, 08:33 PM
پيدايش منظومه شمسي
تاكنون نظريات زيادي در مورد منشا منظومه شمسي و زمين ارائه شده است، در ميان آنها ، دو نظر اساسي وجود دارد. اولي فرضيه برخورد نزديك نام گرفته است. بر اين پايه است كه سياره‌ها ، از مواد جدا شده از خورشيد ، تشكيل شده‌اند. بر طبق آن ، كشش گرانشي يك ستاره يا دنباله‌دار به حدي بوده است كه هنگام عبور از كنار خورشيد مقداري از ماده آن را بيرون كشيده است. زمين ما عضوي از خانواده خورشيد است.
منظومه شمسي نه سياره اصلي تعداد زيادي قمر طبيعي (اقمار) ، تعداد زيادي سياركها ، تعداد نامعلومي ستاره‌هاي دنباله‌دار به همراه شهابها ، شهاب سنگها به دور خورشيد در حال گسترش هستند.
محتويات منظومه شمسي
تمامي اجرامي كه تحت نيروهاي گرانشي خورشيد در مدارها در گردشند، منظومه شمسي را تشكيل مي‌دهند. اين اجرام بر اساس جرمشان در سلسله مراتب مشخص قرار دارند، در راس آنها خورشيد واقع است، سپس سيارات ، اقمار و حلقه‌هاي آنها ، خرده‌هاي بين سياره‌اي (ستاره‌هاي دنباله‌دار ، سياركها ، شهابها) و در آخرين مرتبه گازها و گرد و غبار بين سياره‌اي قرار دارند.
نظريه برخورد نزديك
در اوايل قرن بيستم ميلادي دو اخترشناس امريكايي نظريه برخورد نزديك را ارائه دادند كه بنا به عقيده آنها ، ذراتي از ماده خورشيد ، در اثر برخورد نزديك يك ستاره ديگر بيرون ريخته است. بعدا اين ذرات به همديگر پيوسته و اجرام بزرگي را تشكيل مي‌دهند كه از اين اجرام بزرگ ، سياره‌ها بوجود آمده‌اند.
فرضيه كانت - لاپلاس
نظريه مهم ديگر در سال 1755 ميلادي (1134 شمسي) بوسيله فيلسوف آلماني ، امانوئل كانت ، مطرح شد. نظر كانت به عقيده قابل قبول امروزي شبيه است. بر طبق آن ، منظومه شمسي از يك ابر گاز و غبار در حال چرخش ، شكل گرفته است. نظر كانت بوسيله رياضيدان فرانسوي به نام پير دو لاپلاس بسط داده شد. فرضيه كانت - لاپلاس ، يك ابر بسيار بزرگ از گازهاي داغ را ترسيم مي‌كند كه به دور محور خود مي‌چرخد. كانت و لاپلاس ، اين ابر بزرگ را سحابي ناميده‌اند.
سرد شدن گاز سحابي ، باعث انقباض آن مي‌شود. در اين ضمن ، با انقباض جرم اصلي ، حلقه‌هايي از گاز در اطراف آن باقي مي‌مانند. اين جرم اصلي همان خورشيد است. حلقه‌ها ، در اثر نيروي گريز از مركز (نيرويي است كه اجسام در حال چرخش را به طرف بيرون از مركز چرخش مي‌راند.) از مركز دور مي‌شوند. بنابراين فرضيه ، حلقه‌هاي جدا از هم ، منقبض شده و سياره‌ها را بوجود آورده‌اند. دانشمندان در درستي اين نظر ترديد دارند، چرا كه گازهاي داغ گرايشي به انقباض ندارند، بلكه در فضا گسترش مي‌يابند.
نظريه جديد ابرغبار
فيزيكدان آلماني كارل فون وايتسزيكر بنياد اصلي تئوري جديد ابر غبار را پيشنهاد كرد. بعد از آن اخترشناس امريكايي به نام جرارد كويپر نظر وايتسزيكر را به‌صورت تئوري جديد منشا منظومه شمسي تكميل كرد. سيارات منظومه شمسي ، از همان گاز و غباري شكل گرفته‌اند كه خورشيد از آن پديد آمده است. ابر بزرگ با گردش خود در فضا به بخشهاي كوچكتري تقسيم شده است.
ذرات موجود در اين بخشها ، همديگر را جذب كرده‌اند و سرانجام سياره‌ها را بوجود آورده‌اند. بيشتر مواد ابر اصلي در اثر تابش خورشيد از آن دور شده‌اند، ولي پيش از آنكه خورشيد ، حالت ستاره به خود گيرد، اندازه سياره‌ها به حدي رسيده بود كه مي‌توانستند در مداري به دور آن باقي بمانند يا گردش كنند.
شكل گيري منظومه شمسي
شكل گيري منظومه شمسي از ديد ديناميك
منظومه شمسي يك ساختار منظم را برحسب خواص فيزيكي‌اش نشان مي‌دهد، بطوري كه اگر از بالاي قطب شمال خورشيد ديده شود، منظومه شمسي قواعد زير را پيدا مي‌كند:
1. سيارات در خلاف جهت عقربه‌هاي ساعت در اطراف خورشيد مي‌گردند، خورشيد نيز در همان جهت به دور خود مي‌چرخد.
2. به استثناي عطارد و پلوتو ، اكثر سيارات داراي صفحات مداري هستند كه فقط بطور جزئي با صفحه دايرة‌البروج شيب دارند، مدارها تقريبا هم صفحه هستند.
3. به استثناي عطارد و پلوتو ، سيارات در مدارهايي مي‌گردند كه خيلي به دايره نزديك هستند.
4. به استثناي زهره و اورانوس ، سيارات در خلاف جهت عقربه‌هاي ساعت (يعني در همان جهت حركت مداريشان) به دور خود مي‌چرخند.
5. اكثر قمرها در همان جهتي كه سيارات مادرشان به دور خود مي‌چرخند و در نزديكي صفحات استوايي سيارات قرار دارند.
6. ستاره‌هاي دنباله‌دار با دوره تناوب طولاني ، مدارهايي دارند كه از همه جهات و زوايا مي‌آيند، بر خلاف مدارهاي هم صفحه سيارات ، اقمار ، سياركها و ستاره‌هاي دنباله‌دار با دوره تناوب كوتاه.
7. سه عدد از سيارات مشتري‌گون شناخته شده‌اند كه داراي حلقه هستند.
شكل گيري منظومه شمسي از ديد شيمي
تشكيل يك سياره مستلزم يك فرآيند چند مرحله‌اي است، اولا دانه‌هاي جامد متعلق به سحابي خورشيد متراكم مي‌شوند. ثانيا اين ذرات باهم يكي شده و اجرام آسماني بزرگ به نام ريز سيارات را شكل مي‌دهند كه سپس تصادم كرده و براي تشكيل پيش سيارات با هم يكي مي‌شوند و به سيارات امروزي متحول مي‌گردند. تركيبات شيميايي سيارات بوسيله فرآيندي به نام تسلسل تراكم از روي تراكم دانه‌ها تعيين مي‌شوند. ايده اوليه تسلسل تراكم اين است:
مركز سحابي بايد در دمايي برابر چندين هزار درجه كلوين بوده باشد. در اينجا دانه‌هاي جامد ، حتي تركيبات آهن و سيليكاتها نمي‌توانستند متراكم شوند. در جاي ديگر كه مواد مي‌توانستند به عنوان دانه‌هاي جديد متراكم شوند، به‌صورت زير به دما بستگي داشت:
پايينتر از 2000 كلوين ، دانه‌هاي ساخته شده از مواد خاكي متراكم شدند، زير 273 كلوين دانه‌هاي مواد خاكي و يخي هر دو مي‌توانستند شكل بگيرند. در دماي متفاوت گازهاي موجود و جامدات حاضر بطور شيميايي برهمكنش كرده و تركيبات متنوعي را توليد مي‌كنند. اگر دماي سحابي به سرعت از مركز به طرف بيرون كاهش يابد، چگاليها و تركيبات سيارات مي‌توانند با تسلسل تراكم توضيح داده شوند.
تاكنون نظريات زيادي در مورد منشا منظومه شمسي و زمين ارائه شده است، در ميان آنها ، دو نظر اساسي وجود دارد. اولي فرضيه برخورد نزديك نام گرفته است. بر اين پايه است كه سياره‌ها ، از مواد جدا شده از خورشيد ، تشكيل شده‌اند. بر طبق آن ، كشش گرانشي يك ستاره يا دنباله‌دار به حدي بوده است كه هنگام عبور از كنار خورشيد مقداري از ماده آن را بيرون كشيده است. زمين ما عضوي از خانواده خورشيد است.
منظومه شمسي نه سياره اصلي تعداد زيادي قمر طبيعي (اقمار) ، تعداد زيادي سياركها ، تعداد نامعلومي ستاره‌هاي دنباله‌دار به همراه شهابها ، شهاب سنگها به دور خورشيد در حال گسترش هستند.
محتويات منظومه شمسي
تمامي اجرامي كه تحت نيروهاي گرانشي خورشيد در مدارها در گردشند، منظومه شمسي را تشكيل مي‌دهند. اين اجرام بر اساس جرمشان در سلسله مراتب مشخص قرار دارند، در راس آنها خورشيد واقع است، سپس سيارات ، اقمار و حلقه‌هاي آنها ، خرده‌هاي بين سياره‌اي (ستاره‌هاي دنباله‌دار ، سياركها ، شهابها) و در آخرين مرتبه گازها و گرد و غبار بين سياره‌اي قرار دارند.
نظريه برخورد نزديك
در اوايل قرن بيستم ميلادي دو اخترشناس امريكايي نظريه برخورد نزديك را ارائه دادند كه بنا به عقيده آنها ، ذراتي از ماده خورشيد ، در اثر برخورد نزديك يك ستاره ديگر بيرون ريخته است. بعدا اين ذرات به همديگر پيوسته و اجرام بزرگي را تشكيل مي‌دهند كه از اين اجرام بزرگ ، سياره‌ها بوجود آمده‌اند.
فرضيه كانت - لاپلاس
نظريه مهم ديگر در سال 1755 ميلادي (1134 شمسي) بوسيله فيلسوف آلماني ، امانوئل كانت ، مطرح شد. نظر كانت به عقيده قابل قبول امروزي شبيه است. بر طبق آن ، منظومه شمسي از يك ابر گاز و غبار در حال چرخش ، شكل گرفته است. نظر كانت بوسيله رياضيدان فرانسوي به نام پير دو لاپلاس بسط داده شد. فرضيه كانت - لاپلاس ، يك ابر بسيار بزرگ از گازهاي داغ را ترسيم مي‌كند كه به دور محور خود مي‌چرخد. كانت و لاپلاس ، اين ابر بزرگ را سحابي ناميده‌اند.
سرد شدن گاز سحابي ، باعث انقباض آن مي‌شود. در اين ضمن ، با انقباض جرم اصلي ، حلقه‌هايي از گاز در اطراف آن باقي مي‌مانند. اين جرم اصلي همان خورشيد است. حلقه‌ها ، در اثر نيروي گريز از مركز (نيرويي است كه اجسام در حال چرخش را به طرف بيرون از مركز چرخش مي‌راند.) از مركز دور مي‌شوند. بنابراين فرضيه ، حلقه‌هاي جدا از هم ، منقبض شده و سياره‌ها را بوجود آورده‌اند. دانشمندان در درستي اين نظر ترديد دارند، چرا كه گازهاي داغ گرايشي به انقباض ندارند، بلكه در فضا گسترش مي‌يابند.
نظريه جديد ابرغبار
فيزيكدان آلماني كارل فون وايتسزيكر بنياد اصلي تئوري جديد ابر غبار را پيشنهاد كرد. بعد از آن اخترشناس امريكايي به نام جرارد كويپر نظر وايتسزيكر را به‌صورت تئوري جديد منشا منظومه شمسي تكميل كرد. سيارات منظومه شمسي ، از همان گاز و غباري شكل گرفته‌اند كه خورشيد از آن پديد آمده است. ابر بزرگ با گردش خود در فضا به بخشهاي كوچكتري تقسيم شده است.
ذرات موجود در اين بخشها ، همديگر را جذب كرده‌اند و سرانجام سياره‌ها را بوجود آورده‌اند. بيشتر مواد ابر اصلي در اثر تابش خورشيد از آن دور شده‌اند، ولي پيش از آنكه خورشيد ، حالت ستاره به خود گيرد، اندازه سياره‌ها به حدي رسيده بود كه مي‌توانستند در مداري به دور آن باقي بمانند يا گردش كنند.
شكل گيري منظومه شمسي
شكل گيري منظومه شمسي از ديد ديناميك
منظومه شمسي يك ساختار منظم را برحسب خواص فيزيكي‌اش نشان مي‌دهد، بطوري كه اگر از بالاي قطب شمال خورشيد ديده شود، منظومه شمسي قواعد زير را پيدا مي‌كند:
1. سيارات در خلاف جهت عقربه‌هاي ساعت در اطراف خورشيد مي‌گردند، خورشيد نيز در همان جهت به دور خود مي‌چرخد.
2. به استثناي عطارد و پلوتو ، اكثر سيارات داراي صفحات مداري هستند كه فقط بطور جزئي با صفحه دايرة‌البروج شيب دارند، مدارها تقريبا هم صفحه هستند.
3. به استثناي عطارد و پلوتو ، سيارات در مدارهايي مي‌گردند كه خيلي به دايره نزديك هستند.
4. به استثناي زهره و اورانوس ، سيارات در خلاف جهت عقربه‌هاي ساعت (يعني در همان جهت حركت مداريشان) به دور خود مي‌چرخند.
5. اكثر قمرها در همان جهتي كه سيارات مادرشان به دور خود مي‌چرخند و در نزديكي صفحات استوايي سيارات قرار دارند.
6. ستاره‌هاي دنباله‌دار با دوره تناوب طولاني ، مدارهايي دارند كه از همه جهات و زوايا مي‌آيند، بر خلاف مدارهاي هم صفحه سيارات ، اقمار ، سياركها و ستاره‌هاي دنباله‌دار با دوره تناوب كوتاه.
7. سه عدد از سيارات مشتري‌گون شناخته شده‌اند كه داراي حلقه هستند.
شكل گيري منظومه شمسي از ديد شيمي
تشكيل يك سياره مستلزم يك فرآيند چند مرحله‌اي است، اولا دانه‌هاي جامد متعلق به سحابي خورشيد متراكم مي‌شوند. ثانيا اين ذرات باهم يكي شده و اجرام آسماني بزرگ به نام ريز سيارات را شكل مي‌دهند كه سپس تصادم كرده و براي تشكيل پيش سيارات با هم يكي مي‌شوند و به سيارات امروزي متحول مي‌گردند. تركيبات شيميايي سيارات بوسيله فرآيندي به نام تسلسل تراكم از روي تراكم دانه‌ها تعيين مي‌شوند. ايده اوليه تسلسل تراكم اين است:
مركز سحابي بايد در دمايي برابر چندين هزار درجه كلوين بوده باشد. در اينجا دانه‌هاي جامد ، حتي تركيبات آهن و سيليكاتها نمي‌توانستند متراكم شوند. در جاي ديگر كه مواد مي‌توانستند به عنوان دانه‌هاي جديد متراكم شوند، به‌صورت زير به دما بستگي داشت:
پايينتر از 2000 كلوين ، دانه‌هاي ساخته شده از مواد خاكي متراكم شدند، زير 273 كلوين دانه‌هاي مواد خاكي و يخي هر دو مي‌توانستند شكل بگيرند. در دماي متفاوت گازهاي موجود و جامدات حاضر بطور شيميايي برهمكنش كرده و تركيبات متنوعي را توليد مي‌كنند. اگر دماي سحابي به سرعت از مركز به طرف بيرون كاهش يابد، چگاليها و تركيبات سيارات مي‌توانند با تسلسل تراكم توضيح داده شوند.