9.2.2. Планеты

Планеты других звёздных систем в силу большой удалённости недоступны наблюдению, поэтому все выводы о происхождении и эволюции планет делаются на основе изучения планет Солнечной системы. Основной является гипотеза Отто Юлиановича Шмидта (1891-1956, СССР) об одновременном формировании Солнца и планет из газопылевого облака, по составу сходного с солнечным (98% водорода и гелия, 2% – остальное). Пылевые частицы постепенно концентрировались в одной плоскости, образуя слой повышенной плотности, распавшийся на отдельные сгущения, из которых путём столкновения, объединения и сжатия образовались сплошные тела. В итоге возникли 9 зародышей, ставших большими планетами, причем химический состав планет зависит от их удаления от Солнца, и испытывал влияние процессов в нём. Эта идея была подтверждена физико-химическими исследованиями метеоритов, проведёнными Гарольдом Юри (1893–1981, США).

9.2.3. Галактики

Галактики включают в себя звёзды, планеты и межзвёздное вещество. Учёные полагают (п.9.1.1–2), что:

1) количество межзвёздного вещества постепенно уменьшается;

2) вещество звёзд меняет свой химический состав (возникают более тяжёлые элементы);

3) самые тяжёлые элементы образуются при катастрофических вспышках новых звёзд, т. е. новые поколения звёзд возникают из иного химического состава.

Исходя из гипотезы связи химического состава звёзд с их возрастом, установлено, что самые «старые» звёзды в Галактике образуют сферическую систему.

Значит, Галактика образовалась из газового облака сферической формы. Облако сжималось и сплющивалось, превращаясь в дискообразный слой, вращающийся вокруг оси галактики (п.9.1.4). Форма диска и спиралевидная структура Галактики обусловлены взаимодействием магнитных полей самого разного происхождения.

С развитием науки изменяются и представления учёных о зарождении и эволюции галактик.

9.2.4. Вселенная. Реликтовое излучение

Основой для построения гипотезы зарождения и эволюции Вселенной стали следующие открытия:

1) закон Хаббла (п.9.1.8);

2) теоретические выводы механики Ньютона и механики Эйнштейна о необходимости расширения Вселенной (п.9.1.8);

3) эффект Доплера и красное смещение спектров галактик (п.9.1.8);

4) открытие в 1956 г. реликтового излучения (п.6.2.7.6), теоретически предсказанного американским физиком российского происхождения Георгием Антоновичем Гамовым (1904–1968).

Исследования показали, что интенсивность реликтового излучения практически постоянна во всех направлениях, а его распределение по длинам волн соответствует излучению абсолютно чёрного тела (п.7.5.12) при Т = 3 К.

Гамов предположил, что реликтовое излучение не связано ни с какими объектами Вселенной, существующими в наше время, и отражает распределение материи на начальной стадии развития Вселенной. Он выдвинул гипотезу горячей Вселенной (или «большого взрыва»), согласно которой (и это подтверждено расчётами модели Вселенной) 15–20 млрд. лет назад произошёл «начальный взрыв», Вселенная стала расширяться, её температура резко упала до 3 К и она начала испускать реликтовое излучение. Согласно этой гипотезе должно было существовать особое сингулярное (неописуемое) состояние, когда плотность вещества была формально бесконечно большой (10⁹³ г/см³), а температура Т  10¹³ К.

В сингулярности, согласно расчётам, не могли существовать ни молекулы, ни атомы, ни атомные ядра, лишь только – равновесная смесь разных элементарных частиц, включая фотоны и нейтрино.

Такое состояние материи принято за начало отсчёта времени t = 0 и могло длиться очень короткое время – через 10^–4с плотность упала до  10¹⁰ г/см³ и появился состав материи из фотонов, электронов, позитронов, нейтрино, антинейтрино, протонов и нейтронов. Далее к t = 3 мин. из нуклонов образовалась смесь лёгких ядер ( водорода и гелия), все остальные химические элементы синтезированы в термоядерных реакциях много позже (п.9.1.3).

В течение  10⁶ лет происходила комбинация нуклонов и электронов в атомы, после чего вещество Вселенной стало прозрачным для фотонов, которые сегодня обнаружены как реликтовое излучение. В процессе эволюции из вещества Вселенной образовались звёзды, планеты, галактики и пр. (п. 9.2.1–3).

Такая гипотеза возникновения и развития Вселенной позволяет с единой точки зрения оценить все известные физические явления и более осмысленно планировать дальнейшие исследования.