Почему все планеты вращаются в одной плоскости

Орбиты планет Солнечной системы лежат в одной плоскости проходящей через солнце. Почему все планеты вращаются в одной плоскости?

Как связана вращательная скорость с орбитальной скоростью?

Орбитальная скорость планеты зависит от ее массы и расстояния до центра притяжения (Солнца). Чем дальше планета от Солнца, тем меньше ее орбитальная скорость. Например, Марс находится дальше от Солнца, чем Земля, поэтому орбитальная скорость Марса меньше, чем Земли.

Вращательная скорость планеты определяет, сколько времени ей необходимо для одного оборота вокруг своей оси. Вращательная скорость также зависит от массы планеты и ее радиуса. Некоторые планеты, например, Юпитер, вращаются очень быстро, в то время как Венера вращается медленно.

Как связаны эти две скорости? По закону сохранения момента импульса, если планета движется вокруг центра масс, то ее момент импульса сохраняется. Поэтому, если орбитальная скорость уменьшается, то вращательная скорость увеличивается и наоборот.

Кроме того, скорость вращения может повлиять на форму планеты и ее атмосферу. Например, Земля имеет слабый магнитное поле, которое создается вращением ее железного ядра, в то время как Венера, которая вращается медленнее, не имеет магнитного поля.

Происхождение Солнечной системы

Возраст наиболее древних пород, обнаруженных в образцах лунного грунта и метеоритах, составляет примерно 4,5 млрд лет. Расчеты возраста Солнца дали близкую величину – 5 млрд лет. Принято считать, что все тела, которые в настоящее время составляют Солнечную систему, образовались примерно 4,5–5 млрд лет тому назад.

Согласно наиболее разработанной гипотезе, все они сформировались в результате эволюции огромного холодного газопылевого облака. Эта гипотеза достаточно хорошо объясняет многие особенности строения Солнечной системы, в частности, значительные различия двух групп планет.

В течение нескольких миллиардов лет само облако и входящее в его состав вещество значительно изменялись. Частицы, из которых состояло это облако, обращались вокруг Солнца по самым различным орбитам.

В результате одних столкновений частицы разрушались, а при других – объединялись в более крупные. Возникали более крупные сгустки вещества – зародыши будущих планет и других тел.

Подтверждением этих представлений можно считать и метеоритную «бомбардировку» планет – по сути, она является продолжением того процесса, который в прошлом привел к их образованию. В настоящее время, когда в межпланетном пространстве метеоритного вещества остается все меньше и меньше, этот процесс идет значительно менее интенсивно, чем на начальных стадиях формирования планет.

Вместе с тем в облаке происходили перераспределение вещества, его дифференциация. Под влиянием сильного нагрева из окрестностей Солнца улетучивались газы (в основном это самые распространенные во Вселенной – водород и гелий) и оставались лишь твердые тугоплавкие частицы. Из этого вещества сформировались Земля, ее спутник– Луна, а также другие планеты земной группы.

В процессе формирования планет и позднее на протяжении миллиардов лет в их недрах и на поверхности происходили процессы плавления, кристаллизации, окисления и другие физико-химические процессы. Это привело к существенному изменению первоначального состава и строения вещества, из которого образованы все ныне существующие тела Солнечной системы.

Вдали от Солнца на периферии облака эти летучие вещества намерзали на пылевые частицы. Относительное содержание водорода и гелия оказалось повышенным. Из этого вещества сформировались планеты-гиганты, размеры и масса которых значительно превышают планеты земной группы. Ведь объем периферийных частей облака был больше, а стало быть, больше и масса вещества, из которого образовались далекие от Солнца планеты.

Данные о природе и химическом составе спутников планет– гигантов, полученные в последние годы с помощью космических аппаратов, стали еще одним подтверждением справедливости современных представлений о происхождении тел Солнечной системы. В условиях, когда водород и гелий, ушедшие на периферию протопланетного облака, вошли в состав планет-гигантов, их спутники оказались похожими на Луну и планеты земной группы.

Однако не все вещество протопланетного облака вошло в состав планет и их спутников. Многие сгустки его вещества остались как внутри планетной системы в виде астероидов и еще более мелких тел, так и за ее пределами в виде ядер комет.

Гипотеза Лапласа

Пьер Симон Лаплас пересмотрел теории Канта. Он полагал, что существовала так называемая первичная туманность, которая была сильно разогрета, но при этом вращалась. На каждую частицы туманности действовало две противоположные силы – притягивающая к центру сила тяжести и центробежная сила, связанная с вращением туманности. В результате часть вещества туманности образовала Солнце, а другие части – планеты, включая Землю.

Также Лаплас предположил, что на вращение планет большое влияние оказывают силы приливов и отливов. Великий математик обосновал сою гипотезу рядом расчетов, однако всё же и она оказалась ошибочной, хотя и оставалась основной вплоть до начала XX века.

Будущее Cолнечной системы

По последним научным данным, Солнечная система является стабильной системой. То есть больших изменений в ближайшее время не стоит ждать. Самые большие изменения будут происходить с изменением состояния Солнца.

Другими словами,  не будет претерпевать экстремальных изменений до тех пор, пока Солнце не израсходует запасы водородного топлива. Этот рубеж положит начало переходу Солнца в фазу красного гиганта.

Спустя 1 миллиард лет из-за увеличения солнечного излучения околозвёздная обитаемая зона Солнечной системы будет смещена за пределы современной земной орбиты.

В настоящее время

Солнечная система и ее происхождение изучаются во многих известных институтах мира.

Проходящие ежегодно международные конгрессы включают в программу обязательное обсуждение этого вопроса, а в дискуссиях уже неоднократно принимали участие ведущие российские специалисты из Геофизического института при Академии наук

Углубленным исследованиям по теме «Солнечная система и ее происхождение» отводится важное место, а средства для их проведения выделяются из государственного бюджета

Наступит момент, и благодаря неустанным трудам ученых завеса тайны приоткроется, чтобы население Земли смогло узнать еще больше о происхождении нашей удивительной планеты.

Источники

• https://www.factruz.ru/space_mistery/origin-solar-system.htmhttps://cosmosplanet.ru/solnechnayasistema/proishozhdenie-evolyutsiya-solnechnoj-sistemy.htmlhttps://ru.wikipedia.org/wiki/Формирование_и_эволюция_Солнечной_системыhttps://studopedia.ru/5_57769_proishozhdenie-solnechnoy-sistemi.htmlhttps://fb.ru/article/38099/proishojdenie-solnechnoy-sistemyihttps://spaceworlds.ru/solnechnaya-sistema/rozhdenie.html

Океан Европы как «первичный бульон»

Если Марс нам больше не представляется миром, кишащим жизнью, есть ли вообще в Солнечной системе места, где жизнь присутствует? Лучшими кандидатами на роль обитаемых объектов выступают спутники планет-гигантов. Это несколько объектов, на которых существует океан из обычной воды, покрытый толстой коркой льда. Именно она защищает океан от испарения. У ученых есть серьезные подозрения, что, если взять большую банку с водой и оставить ее на несколько миллиардов лет, то там вполне может завестись какая-нибудь жизнь.

Футурология

Что, если не Марс: куда можно «переехать» в пределах Солнечной системы

Таких объектов в Солнечной системе три. Но наилучшим кандидатом является Европа — спутник Юпитера. Европа интересна тем, что океан на ней иногда пробивается наружу, то есть корку льда даже не придется бурить. Нужно с помощью земных наблюдений определить положение недавних выбросов и посадить на поверхность аппарат с биохимической лабораторией на борту. Но это технически очень сложная задача. И, по всей видимости, она может быть реализована только в следующем цикле изучения Солнечной системы — под конец 2030-х годов.

Солнечная система остается небольшим кусочком космоса, доступным для наших прямых исследований. В ближайшем будущем человек сможет добраться до Марса, потом долететь до спутников планет-гигантов или до астероидов. Но вряд ли в этом есть большой смысл, поскольку данные проще получать с помощью автоматических станций и роботов. Полететь на другую планету очень романтично, но пока нам лучше заниматься родной планетой, а освоение Солнечной системы продолжать с помощью технологичных устройств.

Наша Солнечная система – молодая

Мы рассмотрели всего несколько научных данных, представляющих проблему для тех, кто заявляет о миллиардном возрасте нашей Солнечной системы. Факты указывают на молодость Солнечной системы. Можно привести еще много других примеров, доказывающих это. Натуралистическим теориям, основанным на огромном возрасте Солнечной системы и принимаемым большей частью научного общества, всегда найдутся альтернативные объяснения. С точки зрения Библии, Земле и всей Вселенной не более 6000 лет. Исследование Солнечной системы продолжается, и ученые обнаруживают всё больше и больше данных, подтверждающих её молодость и согласующихся с временной шкалой Писания. Наша Солнечная система все-таки молодая!

Как появились планеты

В свою очередь такие гигантские планеты, как Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун, образовались уже где-то в точке между орбитами Марса и Юпитера — где-то за границей отрицательных температур, где материал замерзает настолько, что позволяет летучим соединениям сохранять твердую форму в виде льда. Разнообразие этого льда оказалось гораздо шире, чем разнообразие металлов и силикатов, из которых образовались планеты внутренней части Солнечной системы. Это позволило им вырасти настолько огромными, что в конечном итоге у них появились целые атмосферы из водорода и гелия. Оставшийся материал, который так и не был использован для образования планет, сосредоточился в других регионах, сформировав в конечном итоге пояс астероидов, пояс Койпера и облако Оорта.

Ранняя Солнечная система в представлении художника. Столкновение между собой частиц в аккреционном диске привело к формированию планетоземалей и в конце концов планет

В течение следующих 50 миллионов лет давление и плотность водорода в центре протозвезды стали достаточно высокими для начала термоядерной реакции. Температура, скорость реакции, давление и плотность продолжили возрастать до тех пор, пока не было достигнуто гидростатическое равновесие. С этого момента Солнце превратилось в звезду главной последовательности. Солнечные ветра создали гелиосферу, сметав при этом оставшийся от протопланетарного диска газ и пыль в межзвездное пространство и ознаменовав завершение процесса планетарного формирования.

Формирование планет

Планеты вращаются в одной плоскости вокруг Солнца и образуют так называемую плоскость эклиптики. Однако, почему так происходит?

В настоящее время признано, что Солнечная система родилась из огромного молекулярного облака, которое начало сжиматься под воздействием силы тяжести. Из-за этого сжатия произошло вращение молекулярного облака вокруг своей оси, и это вращение стало причиной формирования плоскости. После этого в центре плоскости была образована звезда, которая в дальнейшем стала Солнцем.

Поскольку материя в молекулярном облаке двигалась в направлении центра под воздействием силы тяжести, то частицы, находившиеся дальше от центра вращались быстрее. Это привело к тому, что они стали отклоняться от плоскости и образовали кольца. Затем гравитационные силы между кольцами погасили вращение вверх и вниз относительно плоскости, и все кольца слились вместе, образовав планеты.

Также важной ролью в формировании плоскости орбит играла вращение Солнца вокруг своей оси. В процессе формирования планет происходила ударная волна, которая стала причиной погасания вращения Солнца в направлении перпендикулярном плоскости орбит

После этого вращение Солнца стало происходить частично в плоскости орбит, что привело к формированию плоской структуры Солнечной системы

В процессе формирования планет происходила ударная волна, которая стала причиной погасания вращения Солнца в направлении перпендикулярном плоскости орбит. После этого вращение Солнца стало происходить частично в плоскости орбит, что привело к формированию плоской структуры Солнечной системы.

Кроме того, влияние гравитационных сил между планетами также привело к механизму «очистки орбит», что дало возможность сохранить кольцевую структуру на долгое время.

Будущее солнечной системы

Можно задать такой вопрос, на каком сейчас этапе формирования тел солнечной системы? Солнечная полностью сформирована система и устойчива.

По последним научным данным, солнечная система является стабильной системой. То есть больших изменений в ближайшее время не стоит ждать. Самые большие изменения будут происходить с изменением состояния Солнца.

Солнце

Солнце источник жизни на Земле, но в будущем это и гибель для всего живого на Земле.

Солнце — это огромный источник энергии, энергия требует топливо, для звезды это водород. По мере израсходования водорода, Солнце будет все горячее. Примерно через каждые 1 млрд лет, Солнце будет становиться жарче на 10%.

Чем это грозит земле? Большие изменения уже наступят уже через миллиард лет. Жить на Земле будет практически невозможной, начнутся испаряться океаны. Что приведёт к парниковому эффекту.

Этот процесс будет идти долго и примерно через 3,5 млрд лет жизнь на Земле прекратится. У человечества есть два варианта. Первое закопаться глубоко в Землю или покинуть её.

Уйти глубоко под землю конечно вариант, но жить как кроты мало кому захочется.

Покинуть Землю, вариант получше. Тем более что Марс к тому времени будет отличным прибежищем для человечества. Марс станет благоприятной планетой для проживания.

Но Солнце не остановится и по мере сжигания водорода будет увеличивается в размерах и превратится в красный гигант и произойдёт это пресно через 7,5 млрд лет.

Солнце увеличится в размере в 256 раз от сегодняшнего размера. Меркурий, как первая планета от Солнца будет поглощена, Венера – вторая планета также будет уничтожена Солнцем.

Что же будет с Землёй? К тому времени жить на Земле уже будет невозможно, даже глубоко под землёй. Но вот поглотит ли её Солнце – это вопрос пока остаётся открытым.

Расширения Солнца продолжится, оно расширится ещё в тысячу раз, но потом произойдёт сброс оболочки, которая послужит для образования новых планет или звёзд.

После сбрасывания оболочки Солнце превратится в белого карлика. Вместе с оболочкой звезда потеряет и массу, что ведёт к нарушению гравитационных сил.

Многие планеты могут столкутся между собой или разлетятся в разные стороны. В любом случае орбиты оставшихся планет изменятся кардинально.

Изменения Солнца на белом карлике не остановятся, в дальнейшем наша звезда превратится в чёрного карлика.

После этого солнечная планета станет темной и холодной, жизнь на оставшихся планетах будет невозможна. Это будет конец.

Весь процесс от рождения звезды до смерти займёт 12,5 млрд лет. Как нам известно возраст солнечной системы 4,6 млрд лет, то есть сейчас мы находимся примерно на середине жизненного пути нашей солнечной системы.

Образование планет

Вернёмся, однако, на миллиарды лет назад к своему родному светилу. Внутри образовавшегося диска частички пыли и газа постоянно сталкивались между собой и слипались, в результате чего формировались всё более объёмные небесные тела. Подавляющее их большинство не выросло крупнее картофелеобразных астероидов. Однако нашлись и такие, которые превратились в Землю и семь других планет Солнечной системы. В той связи, что все они образовались внутри одного вращающегося диска материи, который может быть только плоским, объекты эти оказались внутри одной плоскости. Более того, они и вращаются в одном и том же направлении вокруг Солнца.

Планеты Солнечной системы

Имеется множество объектов меньшего размера, движущихся вокруг Солнца по наклонным орбитам — это и Плутон, и кометы, и некоторые астероиды. Все они, вероятно, изначально располагались в описываемой плоскости, но были вытолкнуты из неё Юпитером или Нептуном в тот период, когда эти планеты добирались до нынешних мест своей дислокации. Но им ещё повезло — эти гиганты, как считается, выкинули множество небольших небесных тел вообще за пределы Солнечной системы.

Кому-то это покажется странным, но тот факт, что все планеты вращаются в одной плоскости — это обычное явление, оно наблюдается и в других известных нам звёздных системах. Расстраиваться из-за этой ординарности, конечно же, не стоит. Вспомните, что у нас есть нечто такое, чего мы не смогли пока обнаружить нигде во Вселенной. Разумная жизнь. Люди. В этом плане мы пока весьма уникальны.

Орбиты планет Солнечной системы. Структура

Зодиак

Эклиптика проходит через 12 созвездий, которые называют зодиакальными созвездиями. Эти четыре точки обозначаются символами зодиака, соответствующими созвездиям, в которых они находились во времена Гиппарха — в результате постепенного смещения точек весеннего и осеннего равноденствий, то есть точек пересечения небесного экватора с эклиптикой навстречу видимому годичному движению Солнца, эти точки ныне находятся в других созвездиях:

• весеннего равноденствия под знаком Овна;
• осеннего равноденствия — под знаком Весов;
• зимнего солнцестояния — под знаком Козерога;
• летнего солнцестояния – под знаком Рака.

Зодиак – это пояс на небесной сфере вдоль эклиптики, по которому проходят видимые пути Солнца, Луны и планет. При этом Солнце движется практически строго по эклиптике, а остальные светила в своём движении по зодиаку периодически смещаются севернее или южнее эклиптики.

Короткопериодические кометы

Примером проблемы динамики, с которой сталкивается теория огромного возраста Солнечной системы, являются короткопериодические кометы, вращающиеся вокруг Солнца по эллиптической орбите. Когда эти кометы приближаются к Солнцу, они выбрасывают свой материал в космос, оставляя позади себя «хвост», известный как оболочка кометы. Именно он придает кометам красивый вид на ночном звездном небосклоне. Кометы с коротким периодом обращения вокруг Солнца совершают полный оборот менее чем за 200 лет, а вот кометы с длительным периодом – более чем за 200 лет.

NASA-JPL

По мнению ученых, кометы с длительным периодом вращения образовались в гипотетической области, расположенной вдали от Солнца – в так называемом облаке Оорта. Имеющая форму сферического шара эта область предположительно содержит множество комет, которые время от времени выбрасываются из облака Оорта и направляются к Солнцу. Однако из-за большого расстояния эмпирические данные о существовании этого облака отсутствуют. Следовательно, оно не может быть источником комет с коротким периодом вращения вокруг Солнца.

Ученым давно известно, что кометы могут проходить возле Солнца ограниченное число раз, так как при каждом таком прохождении они теряют определенное количество своей материи. Короткопериодические кометы, в конце концов, становятся невидимыми, поскольку перестают образовывать свои хвосты, т.е. их собственная материя исчерпывается, и им больше нечего терять.

Подсчеты видимого жизненного цикла короткопериодических комет не точные, но, как правило, они исчисляются несколькими тысячами лет. Кометы не могли бы существовать миллионы или миллиарды лет. Соответственно, верующие в древность Солнечной системы ученые предлагают различные теории образования новых короткопериодических комет после «сгорания» старых.

Одна из популярных точек зрения заключается в том, что кометы с коротким периодом вращения образуются в области, расположенной за орбитой Нептуна, известной как пояс Койпера. За пределами Нептуна было обнаружено несколько сотен объектов с округлыми орбитами. И, несмотря на то, что Нептун или другие планеты способны перемещать объекты из пояса Койпера в орбиты короткопериодических комет, это, по-видимому, происходит не настолько часто, чтобы пополнять запасы комет с коротким периодом вращения.

Следует также отметить, что известные нам объекты пояса Койпера намного крупнее комет.

Другие модели, предложенные для объяснения существования в древней Солнечной системе короткопериодических комет, также весьма уязвимы. К примеру, ученые предположили, что короткопериодические кометы образовались из длиннопериодических комет. Но эта идея сразу же столкнулась со множеством проблем, включая малый угол наклона орбит короткопериодических комет. Кроме того, если так много комет «превратилось» из комет с длительным периодом вращения в кометы с коротким периодом вращения, в них должно обнаруживаться больше пыли.

Куда проще и разумнее считать, что Солнечная система молодая, а запасы короткопериодических комет вообще никогда не пополнялись. Это поможет избежать многих трудностей в объяснении того, откуда взялись все кометы и что с ними произошло. Таким образом, мы можем верить, что Земле и Солнечной системе всего несколько тысяч лет.

Орбиты планет Солнечной системы раванда. Планета Девять могла сместить орбиты всех планет Солнечной системы

Форма, размер и рельеф Земли

Земной шар является 3-м по отдаленности от Солнца. На сегодняшний день это единственная планета с живыми организмами. Ее возраст примерно 4,5 млрд. 3,8 млрд. лет назад на ней велась активная вулканическая деятельность, дули сильные ветры, шли проливные дожди. В результате начали формировать первые материки и океаны. Примитивная жизнь зародилась около 2,5 млрд. лет назад.

В результате долгих исследований учеными было установлено, что форма Земли – эллипсоид, сплюснутый с двух сторон. В связи с этим ее экваториальный радиус немного больше, чем полярный. Самыми отдаленными точками от центра Земного шара считаются гора Уаскаран и вулкан Чимборасо.

На Земном шаре выделяют 6 материков и 5 океанов. 2/3 земной поверхности занято водами Мирового океана, и только лишь 1/3 – это суша.

Все неровности на земной поверхности называют рельефом Земли. Формировался он на протяжении многих тысячелетий в результате внешних и внутренних процессов. Основные события, которые влияют на формы рельефа Земли:

• движение тектонических структур, что приводит к формированию разломов, появлению складок, извержению вулканов;
• выветривание – на образование рельефа также влияют ветры, вода, живые организмы;
• деятельность человека.

Рельеф земной поверхности меняется очень медленно, для этого требуются миллионы лет. Только в результате какого-нибудь стихийного бедствия может произойти моментальная смена формы незначительного участка Земли.

Всего существует четыре основных формы рельефа Земли: горы, плато, холмы, равнины.

• Горы – возвышенности, высота которых превышает 500 метров. Они занимаю 25% рельефа поверхности Земли. Самая высокая точка планеты – г. Эверест, ее высота 8848 м. В число высочайших пиков также входят Чогори, Лхоцзе, Макалу Чо-Ойю.
• Равнины – основная форма рельефа Земли. В эту группу попадает любая территория, в пределах которой разница между самой низкой и самой высокой точкой не превышает 200 метров. Крупнейшими равнинами планеты считаются – Амазонская низменность, Восточно-Европейская равнина, Среднесибирское плоскогорье, Аравийское плоскогорье, Западно-Сибирская низменность.
• Холмы – небольшие возвышенности. Средняя высота 200 метров. Как правило, они не объединяются в системы, а располагаются одиночно.
• Плато – это определенные участки равнин, расположившиеся на некой возвышенности. Они бывают и на суше, и на морском дне.

63 градуса

Астрономы установили, что между плоскостью диска нашей Галактики и между плоскостью эклиптики есть угол. Его значение – 63 градуса! То есть Солнечная система вращается вокруг центра Млечного Пути как бы «лёжа на боку»!

Этот факт незаметно подводит нас к вопросу о том, как вообще Солнечная система движется по Млечному Пути? На самом деле это тоже не так уж и сложно.

Солнце находится примерно в 25 000 световых лет от центра Млечного Пути. И вращается вокруг этого центра. На один оборот уходит около 220 миллионов лет. Однако Солнце не всегда остаётся точно в одной плоскости, а всегда немного перемещается вверх и вниз во время своего «кругосветного плавания». Этот «люфт» составляет около 250 световых лет вверх и вниз. Но поскольку толщина диска Млечного Пути составляет около 3000 световых лет, можно смело сказать, что Солнце, а вместе с ним и вся Солнечная система всегда находятся внутри диска Млечного Пути.

Солнечная система удивляет своим возрастом

Вейн Спенсер

Согласно общепринятым эволюционным теориям, Земля и наша Солнечная система образовались примерно 4,6 млрд лет назад. С другой стороны, Библия утверждает, что Земле менее десяти тысяч лет. К тому же Бытие 1 и другие места Писания, как например, Исход 20:11, говорят о том, что всё в физической Вселенной было сотворено Богом за шесть дней. Таким образом, так же как и Земле, Солнечной системе всего несколько тысяч лет. Существует ли научное доказательство, опровергающее миллиарды лет Солнечной системы? Да! И это доказательство представляет огромную проблему для ученых, верующих в такой огромный возраст.

Эволюционные теории гласят, что наша Солнечная система сформировалась из огромной туманности, вращающейся в космосе.

Туманность якобы сплющилась и превратилась во вращающийся диск, состоящий из газа, пыли и льда – так называемый аккреционный диск. Затем, на протяжении миллионов лет, под действием гравитации образовались планеты и другие объекты. Позднее избыточный газ рассеялся, а пыль улетучилась, оставив Солнечную систему такой, какой мы видим её сегодня.

Важной концепцией в этой модели происхождения является то, что все объекты в нашей Солнечной системе, связанные силой гравитации с Солнцем, образовались из материала первичной туманности. Получается, что эта туманность является основным источником, давшим начало всему остальному в Солнечной системе

Однако подобное представление о Солнечной системе, основанное на миллиардах лет, сталкивается со многими научными проблемами, которые можно разделить на три категории: проблемы химического изменения, проблемы тепла и проблемы динамики.