پيدايش منظومه شمسي

مسئله پیدایش زمین اهمیت زیادی دارد. بدون داشتن تصور درستی درباره پیدایش زمین نمی‌توان ساختمان درونی کنونی زمین و رویدادهایی را که در اعماق آن رخ می‌دهد، درک کرد. در اعصار باستان تصورات مربوطه به پیدایش زمین و سایر سیارات منظومه خورشیدی دارای جنبه مذهبی بود. از جمله در عصر یونان قدیم هومر (Homere) زمین را به صورت قرص فرض می‌کرد. که اطراف آن را دریایی بزرگ احاطه کرده است و یونان را مرکز آن می‌دانست و چنین بیان می‌داشت که این قرص روی ستون‌های محکمی که بر دوش رب‌النوع اطلس استوار است. شرقی‌ها از جمله معتقدین دین برهما تصور می‌کردند که ستونهای مزبور بر روی چهار فیل عظیم‌الجثه قرار گرفته است.
دراین‌جا نظریات مختلف پیدایش زمین را به دو دسته کلی ۱- نظریه‌های تصادفی یا دوتایی ۲- نظریه‌های تکاملی یا انفرادی تقسیم می‌کنیم.
۱- نظریات تصادفی :
 در این دسته نظریات تصور می‌‌شود که زمین و سیارات در نتیجه تأثیر متقابل خورشید و یک جرم سماوی دیگر تشکیل شده‌اند و بدین جهت آنها را نظریه‌های دوتایی نیز می‌‌خوانند. در اینجا فقط از نظر سابقه تاریخی و به اختصار به آنها اشاره می‌کنیم.
۱-۱ نظریه بوفون :
در سال ۱۷۴۵ بوفون فرانسوی نظر داد که تشکیل زمین و سیارات ممکن است نتیجه جدا شدن قطعاتی از خورشید در اثر برخورد با یک ستاره دنباله‌دار باشد. با شناخت امروزی از ستاره‌های دنباله‌دار این نظریه را مردود می‌دانند. ولی در آن زمان کلیسا بوفون را متهم به انکار اسطوره کتاب مقدس درباره آفرینش کرد. و او بناچار از نظریات خویش چشم پوشید.
 این دو دانشمند آمریکایی در فاصله ۱۹۰۱ تا ۱۹۰۵ نظریه‌ای را عرضه کردند که براساس این
۲-۱ : نظریات چمبرلین و مولتن
 نظریه در اثر عبور ستاره‌ای از نزدیک خورشید، در اثر نیروی جاذبه زایده‌ای از خورشید به سمت ستاره خارج شده و دمای زیاد گازهای تحت فشار آن سبب ایجاد انفجارات متعدد شده و قسمت‌های سنگین‌تر این قطعات جدا شده هسته اولیه سیارات را تشکیل داده است.

۳-۱ : نظریه جفریز- جنیز:
این نظریه در سال‌های ۱۹۱۸ و۱۹۱۹ عنوان شد. در این نظریه فرض می‌شود، که خورشید در زمان تشکیل سیارات حجم خیلی زیادتری داشته و عبور ستاره دیگری از نزدیک آن سبب شده است که توده باریک و درازی از خورشید جدا شود. این توده به علت ناپایداری به قطعاتی تقسیم شده است به هنگام نزدیک‌ شدن این توده‌ هابه خورشید در اثر نیروی جاذبه خورشید قسمت‌هایی از بعضی سیارات جدا شده و اقمار آنها را تشکیل داده است.
۴-۱ : نظریه راسل:
 راسل منجم امریکایی در سال ۱۹۳۵ پیشنهاد کرد که ممکن است خورشید در بدو امر یک ستاره دوتایی و ستاره دومی به مراتب از خورشید کوچکتر بوده است و در اثر برخورد بین این ستاره کوچک و ستاره اصلی سیارات منظومه شمسی بوجود آمده‌اند.
۲- نظریات تکاملی:
s این نظریه‌ها تشکیل سیارات را براساس تکامل تدریجی آنها بیان می‌کند که در زیر آنها را به ترتیب قدمت بررسی می‌کنیم.

۱-۲ : نظریه کانت:
براساس این نظریه که در سال ۱۷۵۵ بیان شد. خورشید امروزی در مرکز توده‌ایی از گاز و ذرات جامد ریز، موسوم به نبولا (Nebula ) قرار داشته و نبولا در اثر نیروی جاذبه حول خورشید درگردش بوده است بعداً در اثر سردشدن در این توده اولیه، مراکز مختلفی بوجود آمده، که دور هریک از این مراکز، قسمتی از نبولای اصلی به گردش درآمده و سیار ات و اقمار آنها را تشکیل داده است.
۲-۲ : نظریه لاپلاس:
 در سال ۱۷۶۹، لاپلاس کتابی بنام شرح سیستم جهان منتشر کرد که نظریاتی راجع به منشأ سیارات بیان شده است.
برطبق نظریه لاپلاس، سیاره‌ها از یک ماده رقیق که اطراف خورشید اولیه، را فراگرفته و ابعاد آن از حدود ابعاد منظومه فعلی بیشتر بوده است، بوجود آمده‌اند بتدریج ماده رقیق یاد شده خنک و متراکم شده و در اثر تراکم سرعت گردش آن زیاد شده است و پس از مدتی نیروی گریز از مرکز که به قسمت‌های بیرونی توده اثر می‌کرده، از نیروی جاذبه خورشید بیشتر شده و در نتیجه کمربندهایی نظیر آنچه که امروز به دور زحل دیده می‌شود بوجود آمده، و بعدها در این کمربندها شکاف‌هایی بوجود آمده، و بتدریج سیارات بوجود آمده‌اند.

۳-۲ : نظریه لی‌گونده (Ligonde ) :
 در اواخر قرن نوزدهم، لی‌گونده فرضیه شهابی تشکیل منظومه شمسی را بیان کرد. وی معتقد بود تراکم ماده معلول دو علت است یکی برخوردهای غیرالاستیک ذرات و دیگری وجود نیروی چسبندگی بین آنها، و نتیجه گرفت که در اثر وجود این دو نیرو، ماده در یک قرص دوار متراکم شده و بعدها سیارات از آن بوجود آمده‌اند.
۴-۲ : نظریه کویپر:
 در سال ۱۹۴۹ کویپر تحقیق درباره منشأ منظومه شمس را آغاز کرد. وی معتقد شد که سیارات در اثر یک رشد دائمی و به هم پیوستن قطعات کوچک بوجود نیامده‌اند بلکه در اول به صورت جرم سیاره بزرگتر از اندازه فعلی تشکیل شده و با از دست دادن مقداری ماده به صورت سیارات کنونی درآمد.
کویپر پیدایش جرم بزرگ اولیه را در نتیجه بروز آشفتگی در ماده ابری اولیه می‌داند وی معتقد بود که ماده اولیه ابری شکل و خورشید در یک زمان بوجود آمده‌اند و خورشید خود نیز محصول تراکم ماده ابری شکل است که سیارات اولیه از آن تشکیل شده‌اند. او معتقد بود که سیاره‌های اولیه موقعی تشکیل شده‌اند که خورشید هنوز شروع به تشعشع نکرده بود.

۵-۲ : نظریه یوری:
 در سال ۱۹۵۱ یوری دانشمند آمریکایی نظریه‌ایی را عنوان کرد که تا حدودی با سایر نظریات متفاوت، و بر اطلاعات ناشی از نجوم متکی بود وی تشکیل زمین را نتیجه انباشتگی و تراکم ذرات جامد دانست او عقیده داشت که سطح اجرام (سیاره سان) که زمین و سیارات از اجتماع آنها بوجود آمده در ابتدا گرم بوده است.

۶-۲ : نظریه آلفون
آلفون فیزیکدان سوئدی نیز نظریه خویش را بین سالهای ۱۹۴۲ تا ۱۹۵۴ عرضه و تکمیل کرد وی معتقد بود که در موقع تشکیل سیارات، خورشید در میان یک توده داغ و یونیزه واقع، و میدان مغناطیسی قوی داشته و گازهای موجود در اطراف آن، هادی الکتریسیته بوده است. آلفون توضیح می‌دهد چهار توده گازی بوجود آمده، که اولی از هلیوم، دومی از هیدروژن- سومی از کربن و چهارمی از آهن و سیلسیم تشکیل شده است البته در هر یک از این توده‌ها، ناخالصی‌هایی از توده‌های دیگر نیز وجود داشته است به نظر وی بعدها، سیارات به ترتیب از این چهار توده بوجود آمده‌اند.
۷-۲ : نظریه هویل (Hoyle )
 این نظریه در سال ۱۹۵۵ به وسیله هویل دانشمند انگلیسی عنوان شده است هویل تشکیل سیارات را به تشکیل خود خورشید مربوط می‌کند وی معتقد است که همه آنها از ابری گازی شکل که دارای میدان مغناطیسی و در حال چرخش بوده، بوجود آمده‌اند. این ابر تحت تأثیر جاذبه موجود بین ذرات تشکیل دهنده خود متراکم شده و در حالیکه بتدریج سرعت چرخش آن افزایش می‌یافته، کم‌کم به صورت یک بیضوی مسطح درآمده است. او با محاسبه نشان می‌دهد که در لحظه‌ایی که قطر استوایی توده به حد مدار فعلی عطارد می‌رسد د قسمت مرکزی توده تدریجاً منقبض می‌شود و بالاخره خورشید را تشکیل می‌دهد.
مطابق این نظریه، ترکیب قرص گازی با ترکیب خورشید فعلی و ستارگان و مواد موجود بین ستارگان تفاوت کمی دارد. یعنی اساساً شامل هیدروژن- هلیوم ومقدار ناچیزی از عناصر سنگینی است در ابتدا به علت گرمای خورشید، تنها عناصر سنگین می‌توانند به صورت ذرات ریز که در عقب گاز قرص قرار می‌گیرند به گسترش و انباشتگی خود ادامه دهند.
سیارات خاکی که به طور عمده از آهناکی- سیلیسیم و منیزیم تشکیل شده‌اند به این ترتیب به وجود آمده‌اند.
۸-۲ : نظریه اشمیت: نظریات اشمیت اولین بار در سال ۱۹۴۳ انتشار یافت و پس از مرگ وی در سال ۱۹۵۶ نظریاتش با تغییرات جزئی توسط همکارانش کوزلوسکایا حلمی لون- ولبدینسکی مجدداً عرضه شد. بنا به نظریه اشمیت، سطحی که امروز مدار اغلب سیارات در آن واقع است استوای خورشید اولیه بود. و ماده تشکیل دهنده سیارات، که بیش از تشکیل آنها به صورت ماده ابری شکلی در این سطح پخش بوده، به دور خورشید حرکت می‌کرده است.
اشمیت تشکیل سیارات را به دو مرحله تقسیم می‌کند:

مرحله اول : تشکیل اجرام متوسط به ابعادی در حدود سیاره سان‌ها از ماده ابری شکل اولیه.
مرحله دوم: تشکیل سیارات از یکی‌شدن اجرام مرحله اول است.
اگر فرض کنیم که توده‌های مخلوط از ذرات جامد و گاز به صورت ابر و به شکل قرص در استوای خورشید اولیه قرار داشته است در اثر انباشته‌شدن ذرات جامد در وسط قرص فاصله آنها کم و در نتیجه نیروی جاذبه میان آنها زیاد شده واین خود تراکم زیاد ماده را سبب شده است. پس از مدتی در نقاط مختلفی از قرص، اجرام جامدی از انباشتگی ذرات جامد بوجود آمده‌اند در اثر برخورد اجرام به یکدیگر و خردشدن آنها، به هر حال پس از بوجود آمدن تعداد زیادی از این اجرام، مرحله دوم یعنی مرحله تشکیل سیارات از اجرام سیاره‌سان شروع شده است بعضی از اجرام سیاره‌ سان با جرم بیشتر و خردشدگی کمتر، در حقیقت جنین سیاره‌های امروز بوده‌اند.