Metode penentuan umur benda langit. Usia benda langit. Salah satu teori modern tentang pembentukan bumi

Di sebagian besar buku teks, ensiklopedia, dan buku referensi modern, usia Matahari diperkirakan 4,5-5 miliar tahun. Jumlah waktu yang sama diberikan kepadanya untuk “kelelahan”.

Pada paruh pertama abad ke-20, perkembangan fisika nuklir mencapai tingkat sedemikian rupa sehingga efisiensi berbagai reaksi termonuklir dapat dihitung. Seperti yang terjadi pada akhir tahun 1930-an, dalam kondisi fisik yang ada di wilayah tengah Matahari dan bintang-bintang, dapat terjadi reaksi yang mengarah pada penyatuan empat proton (inti atom hidrogen) menjadi inti atom helium. Sebagai hasil dari penyatuan tersebut, energi dilepaskan dan, sebagai berikut dari perhitungan, dengan cara ini Matahari menjamin cahayanya selama miliaran tahun. Bintang-bintang raksasa, yang menggunakan bahan bakar nuklir (proton) lebih banyak, seharusnya memiliki masa hidup yang jauh lebih pendek dibandingkan Matahari – hanya puluhan juta tahun. Dari sini, pada tahun-tahun yang sama, diambil kesimpulan tentang kelahiran bintang-bintang seperti itu di zaman kita. Mengenai bintang-bintang kecil seperti Matahari, banyak astronom yang tetap berpandangan bahwa semuanya, seperti Matahari, terbentuk miliaran tahun yang lalu.

Pada akhir tahun 40-an V.A. Ambartsumyan mengambil pendekatan yang sangat berbeda terhadap masalah penentuan usia bintang. Hal ini didasarkan pada data observasi ekstensif yang tersedia pada saat itu mengenai sebaran bintang dari berbagai jenis di ruang angkasa, serta hasil penelitian kami sendiri tentang dinamika bintang, yaitu pergerakannya dalam medan gravitasi yang diciptakan oleh semua bintang di Galaksi.
V.A. Atas dasar ini, Ambartsumyan menarik dua kesimpulan terpenting tidak hanya untuk astrofisika, tetapi juga untuk seluruh ilmu alam:

1. Pembentukan bintang di Galaksi berlanjut hingga saat ini.
2. Bintang dilahirkan berkelompok.

Kesimpulan ini tidak bergantung pada asumsi tentang mekanisme pembentukan bintang, yang pada tahun-tahun tersebut belum diketahui secara pasti, maupun pada sifat sumber energi bintang. Mereka didasarkan pada apa yang V.A. Ambartsumyan menemukan gugus bintang jenis baru, yang disebutnya asosiasi bintang.

Sebelum penemuan asosiasi bintang, para astronom mengetahui dua jenis kelompok bintang di Galaksi - gugus terbuka (atau terbuka) dan gugus bola. Dalam gugus terbuka, konsentrasi bintang tidak terlalu signifikan, namun tetap menonjol dengan latar belakang bidang bintang Galaksi. Gugus jenis lain - gugus globular - dibedakan berdasarkan konsentrasi bintang tingkat tinggi dan, dengan resolusi yang kurang baik, tampak seperti satu benda. Gugus tersebut terdiri dari ratusan ribu bintang, sehingga menciptakan medan gravitasi yang cukup kuat sehingga tidak cepat hancur. Itu bisa ada untuk waktu yang lama - sekitar 10 miliar tahun. Gugus terbuka berisi beberapa ratus bintang dan, meskipun merupakan sistem yang terikat secara gravitasi, hubungan ini tidak terlalu kuat. Cluster dapat hancur, seperti yang ditunjukkan oleh V.A. Perhitungan Ambartsumyan selama beberapa ratus juta tahun.

Para ilmuwan dari NASA telah menentukan usia alam semesta kita dengan akurasi yang belum pernah terjadi sebelumnya. Para astronom memperkirakan usianya 13,7 miliar tahun, dan bintang pertama muncul 200 juta tahun setelah Big Bang. Mulai saat ini, Alam Semesta terus mengembang, menyebar, dan mendingin... hingga benar-benar tidak ada lagi.

Sebelumnya, para ahli astrofisika percaya bahwa dunia kita berumur antara 8 hingga 20 miliar tahun, kemudian mereka menetap pada kisaran 12-15 miliar tahun, dan berhak atas kesalahan sebesar 30%. Perkiraan saat ini memiliki margin kesalahan sebesar 1%. Adapun “masa kehamilan” bintang pertama, sebelumnya diasumsikan berada dalam kisaran 500 juta hingga satu miliar tahun.
Yang lebih menarik lagi adalah komposisi kualitatif materi alam semesta. Ternyata hanya 4% materi yang terdiri dari atom, yang tunduk pada hukum elektromagnetisme dan gravitasi yang diketahui. 23 persen lainnya terdiri dari apa yang disebut “materi gelap” (ilmuwan hanya tahu sedikit tentang sifat-sifatnya). Ya, sebanyak 73% dari segala sesuatu yang ada adalah “energi gelap” atau “antigravitasi” yang sangat misterius, yang mendorong Alam Semesta mengembang. Ternyata kita tahu bahwa kita tidak tahu apa-apa sebesar 96%.
Hari adalah satuan waktu alami pertama yang mengatur kerja dan istirahat. Pada awalnya, hari dibagi menjadi siang dan malam, dan kemudian menjadi 24 jam.

Hari sideris ditentukan oleh periode rotasi bumi pada porosnya relatif terhadap bintang mana pun.
Siang yang sebenarnya terjadi pada waktu yang berbeda di meridian Bumi yang berbeda, dan untuk kenyamanan, konvensi ini adalah membagi dunia menjadi zona waktu yang melewati 15 derajat garis bujur, dimulai dari meridian Greenwich. Ini adalah meridian London dengan garis bujur 0 derajat, dan sabuknya disebut nol (Eropa Barat).

Satu detik adalah satuan waktu yang diterima secara umum; jantung manusia berdetak dengan jangka waktu kurang lebih 1 detik. Secara historis, satuan ini dikaitkan dengan pembagian hari menjadi 24 jam, 1 jam menjadi 60 menit, 1 menit menjadi 60 detik.

Satu detik atom adalah selang waktu yang mana hampir 10 miliar getaran atom Cs terjadi - (9.192.631.830).

Kalender adalah suatu sistem pelaporan dalam jangka waktu yang lama, di mana urutan penghitungan hari tertentu dalam satu tahun ditetapkan dan awal laporan ditunjukkan.

Menentukan usia berdasarkan spektrum

Sepintas, tampaknya untuk menentukan komposisi Matahari atau bintang, setidaknya perlu mengekstraksi sedikit materinya. Namun ternyata tidak. Komposisi suatu benda langit dapat ditentukan dengan mengamati cahaya yang datang darinya menggunakan instrumen khusus. Metode ini disebut analisis spektral dan sangat penting dalam astronomi.
Inti dari metode ini dapat dipahami sebagai berikut. Mari kita tempatkan penghalang buram dengan celah sempit di depan lampu listrik, prisma kaca di belakang celah, dan layar putih agak jauh. Filamen logam padat yang dipanaskan bersinar dalam lampu listrik. Seberkas cahaya putih sempit yang dipotong oleh celah, melewati prisma, diuraikan menjadi warna-warna komponennya dan memberikan gambar warna yang indah di layar, terdiri dari bagian-bagian warna berbeda yang terus-menerus berubah menjadi satu sama lain - inilah yang terjadi- disebut spektrum cahaya kontinu, mirip dengan pelangi. Jenis spektrum zat padat yang dipanaskan tidak bergantung pada komposisinya, tetapi hanya pada suhu benda.
Situasi berbeda terjadi ketika zat bersinar dalam bentuk gas. Saat gas bersinar, masing-masing gas bersinar dengan cahaya khusus dan unik. Ketika cahaya ini diurai menggunakan prisma, diperoleh sekumpulan garis berwarna, atau spektrum garis, karakteristik setiap gas tertentu (Gbr. 1). Misalnya saja pancaran neon, argon, dan zat lain dalam tabung pelepasan gas, atau biasa disebut lampu cahaya dingin.

Spektrum kedatangan. Foto: NASA

Analisis spektral didasarkan pada fakta bahwa setiap zat dapat dibedakan dari zat lain berdasarkan spektrum emisinya. Ketika analisis spektral campuran beberapa zat, kecerahan relatif dari karakteristik garis individu masing-masing zat dapat digunakan untuk menentukan kandungan relatif pengotor tertentu. Selain itu, keakuratan pengukurannya sedemikian rupa sehingga memungkinkan untuk menentukan adanya pengotor kecil, meskipun jumlahnya hanya seperseratus ribu dari jumlah total zat. Dengan demikian, analisis spektral tidak hanya merupakan metode kualitatif, tetapi juga metode kuantitatif yang akurat untuk mempelajari komposisi suatu campuran.
Dengan mengarahkan teleskop ke langit, para astronom mempelajari pola pergerakan bintang dan komposisi cahaya yang dipancarkannya. Berdasarkan sifat pergerakan benda langit, ukuran bintang, massanya, dll ditentukan. Berdasarkan komposisi cahaya yang dipancarkan benda langit, komposisi kimia bintang ditentukan dengan menggunakan analisis spektral. Kelimpahan relatif hidrogen dan helium pada bintang yang diteliti ditentukan dengan membandingkan kecerahan spektrum zat-zat tersebut.

Karena perkembangan sebuah bintang disertai dengan transformasi berkelanjutan hidrogen menjadi helium di dalamnya, semakin tua bintang tersebut, semakin sedikit hidrogen dan semakin banyak helium yang dikandungnya. Mengetahui kelimpahan relatifnya memungkinkan kita menghitung usia bintang. Namun perhitungan ini sama sekali tidak sederhana, karena selama evolusi bintang, komposisinya berubah dan massanya berkurang. Sementara itu, laju konversi hidrogen menjadi helium di sebuah bintang bergantung pada massa dan komposisinya. Selain itu, bergantung pada massa awal dan komposisi awal, perubahan ini terjadi dengan kecepatan berbeda dan cara yang sedikit berbeda. Jadi, untuk menentukan dengan benar usia sebuah bintang dari besaran yang diamati - luminositas, massa, dan komposisi, perlu untuk mengembalikan sejarah bintang sampai batas tertentu. Inilah yang membuat semua perhitungan menjadi cukup rumit, dan hasilnya tidak terlalu akurat.

Namun demikian, pengukuran dan perhitungan yang sesuai telah dilakukan untuk banyak bintang. Menurut A. B. Severny, Matahari mengandung 38% hidrogen, 59% helium, dan 3% unsur lainnya, termasuk sekitar 1% karbon dan nitrogen. Pada tahun 1960, D. Lambert, berdasarkan data massa, luminositas dan komposisi Matahari, serta perhitungan rinci dugaan evolusinya, memperoleh usia Matahari sama dengan 12 * 109 tahun.
Ketika mempelajari sejarah perkembangan benda langit, tidak ada kebutuhan atau kesempatan untuk mengikuti satu bintang pun dari kelahirannya hingga usia tuanya. Sebaliknya, banyak bintang yang dapat dipelajari pada berbagai tahap perkembangannya. Sebagai hasil dari penelitian tersebut, dimungkinkan untuk memperjelas tidak hanya masa kini, tetapi juga masa lalu dan masa depan bintang-bintang dan, khususnya, Matahari kita.
Pada awalnya, Matahari sangat boros dalam massa dan energinya dan relatif cepat bertransisi ke keadaan modernnya, ditandai dengan keberadaannya yang lebih tenang dan merata, di mana hanya terjadi perubahan yang sangat lambat dalam luminositas, suhu, dan massanya. Pada usia yang sudah “matang” ini, Matahari akan ada selama miliaran tahun lagi.

Kemudian, karena akumulasi helium dalam jumlah besar, transparansi Matahari akan berkurang dan perpindahan panasnya akan berkurang. Hal ini akan menyebabkan pemanasan Matahari yang lebih besar lagi. Pada saat ini, cadangan “bahan bakar” hidrogen di Matahari hampir habis, sehingga setelah ledakan Matahari yang relatif singkat, kepunahannya yang relatif cepat akan dimulai. Namun, semua ini tidak akan terjadi pada Matahari kita dalam waktu dekat, setidaknya dalam sepuluh miliar tahun mendatang.

Ada bintang yang kandungan hidrogennya jauh lebih besar daripada Matahari kita, dan ada juga bintang yang kandungan hidrogennya sangat sedikit. V. A. Ambartsumyan, B. A. Vorontsov-Velyaminov dan B. V. Kukarkin menunjukkan bahwa terdapat bintang-bintang muda di Galaksi, misalnya sejumlah bintang super raksasa yang usianya tidak hanya melebihi satu atau sepuluh juta tahun, serta bintang-bintang tua yang usianya jauh lebih tua. lebih besar dari usia Matahari kita.

Galaksi kita adalah gugusan bintang raksasa yang saling terhubung oleh gaya gravitasi dan disatukan menjadi satu sistem yang sama. Jarak yang memisahkan kita dari Matahari dan bintang-bintang lainnya sangatlah jauh. Oleh karena itu, untuk mengukurnya, para astronom memperkenalkan satuan panjang tertentu. Jarak Bumi ke Matahari disebut satuan panjang astronomi. Seperti yang Anda ketahui, 1 a. e.= 149,6 juta km. Jarak yang ditempuh cahaya dalam satu tahun disebut satu tahun cahaya: 1 tahun cahaya. tahun = 9,46x10 12 km = 10 13 km. Jarak terlihatnya jari-jari orbit bumi dengan sudut 1 detik disebut paralaks kedua atau disingkat parsec (pc). Jadi, 1 pc = 3,26 sdm. tahun = 3,085x10 13 km.

Galaksi kita berbentuk piringan yang sangat datar. Ini berisi sekitar 1013 bintang. Matahari adalah salah satunya. Keseluruhan sistem ini berputar perlahan, tetapi tidak seperti benda padat, melainkan seperti benda semi cair dan kental. Kecepatan sudut rotasi Galaksi berkurang dari pusat ke pinggiran sehingga pada 8 kiloparsec dari pusat masa revolusinya sekitar 212 juta tahun, dan di wilayah Matahari yaitu pada jarak 10 kiloparsec. dari pusat, jaraknya 275 juta tahun. Periode inilah yang biasa disebut tahun galaksi.
Jelasnya, usia Galaksi harus ditentukan oleh bintang tertua penyusunnya. Pada tahun 1961, G. Arp mempelajari sejumlah bintang tertua. Untuk cluster terbuka tertua NGC 188 diperoleh nilai umur 16x10 9 tahun, dan untuk salah satu cluster globular tertua yaitu M5 diperoleh nilai umur 20x10 9 tahun. Menurut perkiraan F. Hoyle dan lain-lain, umur beberapa bintang yang dekat dengan Matahari: 8 Eridani dan u Hercules A, adalah (10-15)x10 9 tahun.

Saat ini, usia Galaksi telah ditentukan dengan metode lain, dan diperoleh hasil yang agak berbeda. Pertimbangan metode-metode ini dan perbandingan hasil yang diperoleh dengan bantuan mereka sangat menarik dan diberikan di bawah ini.

Dari sudut pandang kosmogonik, data tentang “usia” benda langit sama pentingnya dengan data astronomi dalam arti sebenarnya.

Masalah "usia" mungkin terlihat sangat berbeda dengan masalah yang baru saja kita bahas, karena masalah ini berhubungan dengan waktu, dan selama ini kita sepertinya hanya memikirkan ruang. Namun kenyataannya perbedaannya tidak terlalu besar. Dalam paragraf sebelumnya kita telah melihat bagaimana para astronom mampu secara bertahap memperluas hukum yang ditemukan di Bumi ke seluruh ruang angkasa yang dapat dijangkau oleh mata kita, yang dipersenjatai dengan teleskop yang sempurna. Dengan bantuan hukum-hukum ini, para ilmuwan dapat menjelaskan dengan cukup memuaskan proses yang terjadi di berbagai bintang dan bahkan di nebula spiral terjauh.

Benar, para astronom mengamati benda-benda langit yang cahayanya memerlukan waktu ribuan dan jutaan tahun untuk mencapai kita. Akibatnya, fenomena yang sedang dipelajari pada bintang-bintang ini tidak terjadi sekarang, tetapi terjadi tepat beberapa tahun yang lalu sebagaimana diperlukan agar sinar cahaya yang memberitahu kita tentang hal ini dapat merambat dari benda langit ke kita (seperti surat, dikirim, misalnya, dari Moskow, membawa kita ke Paris bukan berita terbaru, tetapi terlambat beberapa hari). Jadi, terhadap fenomena yang terjadi ribuan dan jutaan tahun yang lalu, seseorang dapat berhasil menerapkan hukum-hukum yang ada saat ini di planet kita dan informasi yang diperoleh berdasarkan pengalaman hanya selama dua atau tiga abad. *

* (Fakta bahwa kita mengamati benda-benda langit sebagaimana adanya ribuan dan jutaan tahun yang lalu (karena cahaya dari benda-benda langit tersebut merambat ke kita selama ribuan dan jutaan tahun) tidak memainkan peran khusus, karena periode evolusi benda-benda langit adalah, sebagai suatu aturan, sangat panjang dan diperkirakan mencapai ratusan juta dan miliaran tahun. (Catatan Editor))

Para ilmuwan, yang ingin menghitung usia benda-benda langit, berangkat dari fakta-fakta yang diamati saat ini, dan mencoba menjelaskan fakta-fakta ini berdasarkan perkiraan evolusi dunia, sesuai dengan hukum alam yang mereka ketahui. Tidak ada keraguan bahwa penerapan metode seperti itu tidak dapat berjalan tanpa kesulitan, terutama karena jangka waktu yang dipertimbangkan di sini ribuan kali lebih lama. Pengetahuan kita tentang hukum alam hanyalah perkiraan dan akan selalu berupa perkiraan terhadap kenyataan, dan tidak ada yang mengatakan bahwa semua hukum yang berlaku saat ini dapat diterapkan tanpa adanya perubahan pada zaman yang berjarak miliaran tahun dari zaman kita. Namun demikian, merupakan fakta yang luar biasa bahwa berbagai ilmuwan, dengan menggunakan metode yang sangat berbeda, telah mencapai hasil yang konsisten mengenai usia Bumi. Mengenai usia bintang, kejelasan yang sama belum dicapai mengenai masalah ini, namun hasil yang sangat penting telah diperoleh.

Usia Bumi

Metode pertama yang digunakan untuk menentukan usia bumi adalah “geologis”. Geologilah yang pertama kali menunjukkan bahwa kerak bumi tidak memiliki penampakan yang sama sepanjang abad, tetapi terus berubah dan mengalami bencana besar - pengangkatan dan penurunan permukaan tanah.

Permasalahannya adalah menentukan berapa lama waktu yang dibutuhkan kerak bumi untuk terbentuk (seperti saat ini). Masa ini disebut “zaman Bumi”.

Metode pertama untuk menghitung umur bumi didasarkan pada hukum geologi. Misalnya, garam yang terkandung dalam air laut dibawa ke laut melalui sungai, yang melarutkan garam tanah di sepanjang jalurnya. Dengan mengetahui, di satu sisi, jumlah garam yang dibawa oleh berbagai sungai, dan fluktuasi jumlah tersebut selama periode geologi, dan, di sisi lain, jumlah total garam yang saat ini terkandung di lautan, kita dapat dengan mudah memperoleh gambaran gambaran tentang waktu yang dibutuhkan untuk akumulasi jumlah garam ini di lautan.

Dimungkinkan juga untuk menentukan ketebalan berbagai lapisan tanah yang secara bertahap diendapkan sebagai akibat dari sedimen sungai di dasar laut sebelumnya. Pada saat yang sama, penelitian lain memungkinkan untuk menghitung tingkat pertumbuhan simpanan ini. Pembagian sederhana kemudian memberikan jumlah tahun yang dibutuhkan untuk pembentukannya.

Berbagai metode geologi ini telah menghasilkan kesimpulan bahwa usia bumi harus diukur setidaknya dalam ratusan juta tahun.

Belakangan, metode yang didasarkan pada studi peluruhan unsur radioaktif, yang sangat teratur, mulai digunakan untuk menentukan usia bumi. Misalnya, akibat peluruhan radioaktif, uranium secara bertahap berubah menjadi timbal, dan proses ini melepaskan sejumlah helium (gas yang digunakan untuk mengisi kapal udara). Berdasarkan hubungan antara jumlah uranium dan timbal yang terkandung dalam beberapa batuan, umur batuan tersebut dapat ditentukan. Dengan menggunakan metode tersebut, tidak hanya usia bumi yang diperkirakan, tetapi juga durasi pembentukan lapisan individu kerak bumi.

Menganalisis totalitas hasil yang diperoleh dengan metode ini, ilmuwan Inggris Holmes menentukan bahwa usia kerak bumi yang paling mungkin adalah 3 miliar 300 juta tahun. Sudah jelas bahwa tidak boleh ada ilusi tentang keakuratan angka ini; bagaimanapun juga, kesalahan beberapa ratus juta tahun cukup bisa diterima. Hanya dapat dikatakan bahwa semua perkiraan layak disebutkan yang diperoleh saat ini adalah antara 3 dan 5 miliar tahun.

Mari kita tambahkan bahwa hasil ini sepenuhnya memuaskan para ahli biologi. Memang, menurut teori terakhir, evolusi materi hidup berlangsung sekitar 500 juta tahun.

Usia bintang

a) Skala waktu yang panjang dan pendek. Masalah penentuan usia bintang telah menimbulkan perdebatan yang lebih sengit. Sehubungan dengan masalah inilah para pendukung skala waktu panjang (yang memperkirakan durasi evolusi benda langit dalam triliunan tahun) dan pendukung skala waktu pendek (yang menghitung dalam miliaran tahun) saling bentrok.

Terlepas dari kenyataan bahwa para pendukung skala pendek telah memperoleh beberapa keuntungan (misalnya, dalam memperkirakan usia bintang-bintang paling terang di Galaksi), kemenangan mereka tidak dapat dianggap lengkap, dan oleh karena itu perlu untuk menyoroti beberapa detailnya. konflik ini, pertama-tama menyebutkan metode yang digunakan untuk memperkirakan periode waktu yang diperlukan. Metode-metode ini ada dua jenis: beberapa memperkirakan waktu terjadinya perubahan fisik internal yang menyebabkan perubahan pada bintang, dan mencoba menentukan “kehidupan” bintang; yang lain menetapkan tugas untuk menghitung waktu yang diperlukan sistem bintang (gugus bintang, bintang ganda) untuk menetapkan karakteristik keadaannya saat ini sebagai akibat dari saling tarik-menarik bintang.

b) Sumber energi pancaran dari bintang. teori Beth. Ketika mereka berbicara tentang “kehidupan” sebuah bintang, yang mereka maksud adalah durasi dari keadaan bintang tersebut, di mana ia mendeteksi keberadaannya melalui cahaya dan radiasi termal. Oleh karena itu, masalah kemungkinan umur suatu bintang erat kaitannya dengan masalah sumber energi yang dipancarkannya. Energi ini sangat luar biasa. Misalnya, setiap sentimeter persegi permukaan matahari secara terus-menerus memancarkan energi yang cukup untuk menjalankan mesin berkekuatan delapan tenaga kuda.

Awalnya mereka ingin menjelaskan pelepasan energi matahari melalui pembakaran biasa, kemudian dengan kompresi Matahari secara bertahap di bawah pengaruh gaya gravitasi. Namun hipotesis ini menyebabkan usia Matahari menjadi terlalu kecil: sesuai dengan hipotesis pertama, diperkirakan berusia ribuan tahun, sesuai dengan hipotesis kedua, diperkirakan berusia jutaan tahun.

Teori yang saat ini diterima oleh semua ilmuwan didasarkan pada salah satu hasil mendasar dari teori relativitas, yang ditemukan pada tahun 1905 secara bersamaan oleh Einstein dan Langevin: “massa suatu benda yang diam tidak lebih dari ukuran energi internal benda tersebut. tubuh." Dengan kata lain, materi (materi dalam keadaan sel) dapat “menghilang” sebagian atau bahkan seluruhnya (yaitu, berubah menjadi bentuk keberadaan lain - menjadi radiasi), dan fenomena ini disertai dengan pelepasan energi.

Hipotesis ini pertama kali diajukan oleh fisikawan Perancis Jean Perrin pada tahun 1919, yang memikirkan pelepasan energi yang signifikan dalam proses mengubah hidrogen menjadi helium. Ia diambil dan dibawa ke konsekuensi yang paling ekstrim (“penghancuran total” materi sebagai akibat dari transformasinya menjadi energi) oleh berbagai ilmuwan, khususnya astronom Inggris Jeans. *

* (Sebenarnya yang terjadi bukanlah “penghancuran” materi, bukan transformasinya menjadi energi, melainkan transformasi suatu bentuk materi – zat – menjadi bentuk lain – radiasi. (Catatan Editor))

Energi yang dilepaskan melalui proses seperti itu sangatlah besar. Dengan transformasi lengkap batubara menjadi radiasi, energi yang dapat diperoleh tiga miliar kali lebih banyak dibandingkan pembakaran normal, dan Jeans dengan tepat mengatakan bahwa sepotong kecil batubara seukuran kacang polong cukup untuk melakukan perjalanan dengan kapal uap laut terbesar dari Eropa. ke Amerika dan kembali.

Sebagai perbandingan, mari kita perhatikan bahwa peluruhan uranium, yang terjadi pada bom atom konvensional dan hanya menyebabkan konversi sebagian zat menjadi radiasi, melepaskan energi dua setengah juta kali lebih banyak daripada pembakaran dalam jumlah yang sama. batubara. Adapun konversi hidrogen menjadi helium, yang terjadi dalam bom hidrogen, melepaskan energi 10 juta kali lebih banyak daripada pembakaran batu bara dalam jumlah yang sama.

Beberapa jenis transformasi materi (materi dalam bentuk sel) menjadi radiasi, yang hingga saat ini belum pernah kita amati di Bumi, terjadi di dalam bintang, yang suhunya mencapai jutaan derajat.

Dengan asumsi bahwa bintang mengalami transformasi seluruh jumlah materi yang dikandungnya, maka dapat dihitung bahwa energi yang dilepaskan selama proses ini dapat mendukung radiasinya, yaitu bintang tersebut memiliki sesuatu untuk “hidup” selama triliunan tahun. Misalnya, Matahari, berdasarkan asumsi ini, dapat hidup 10 triliun tahun lagi, dan jika ia “lahir” sebagai raksasa merah berukuran normal, maka “kelahiran” ini terjadi sekitar delapan triliun tahun yang lalu.

Pendukung skala waktu panjang, seperti Jeans, mendukung hipotesis peluruhan materi secara menyeluruh, yang mengarah pada periode waktu yang sesuai dengan hipotesis kosmogonik mereka. Pada saat yang sama, para pendukung skala pendek, yang berdasarkan berbagai pertimbangan, percaya bahwa jangka waktu tersebut terlalu lama, menganut pandangan Jean Perrin.

Tampaknya menyelesaikan masalah kontroversial ini akan sulit, tetapi sesaat sebelum perang tahun 1939, kemajuan dalam bidang kimia atom, khususnya penemuan Frédéric dan Irene Joliot-Curie, memberikan sedikit pencerahan mengenai masalah ini. Penciptaan siklotron, yang memungkinkan materi terkena medan listrik dan magnet yang signifikan, memungkinkan untuk mewujudkan sebagian kondisi di laboratorium yang serupa dengan yang ada di dalam bintang. Memang, dalam perangkat ini dimungkinkan untuk mempercepat partikel bermuatan hingga kecepatan sedemikian rupa sehingga mereka memperoleh energi yang sebanding dengan (rata-rata) energi yang mereka miliki ketika berada di pusat bintang seperti Matahari pada suhu jutaan derajat.

Berkat alat yang sangat ampuh ini, para ilmuwan mampu menciptakan teori tentang transformasi materi di dalam bintang; itu dikembangkan oleh astrofisikawan Amerika Bethe.

Agen penting dari transformasi ini adalah hidrogen. Hasil akhir dari keseluruhan reaksi nuklir ini adalah transformasi empat inti hidrogen menjadi satu inti helium. *

* (Atom-atom dari berbagai unsur kimia terdiri dari inti pusat yang bermuatan listrik positif dan sejumlah elektron, bermuatan negatif, dan muatan elektron total dalam atom biasa (netral secara listrik) secara numerik sama dengan muatan inti. Jumlah muatan positif pada inti menentukan apa yang disebut nomor atom suatu unsur kimia. Jika kita menyusun unsur-unsur kimia berdasarkan kenaikan nomor atomnya, maka kita mendapatkan klasifikasi unsur-unsur yang terkenal menurut berat atomnya (sistem periodik Mendeleev). Mari kita tambahkan juga bahwa inti atom itu sendiri mempunyai struktur yang kompleks, berbeda untuk unsur-unsur yang berbeda, bahwa fenomena di dalam atom mematuhi hukum yang sangat spesifik, dan bahwa, bertentangan dengan pendapat yang ada beberapa waktu lalu, atom dalam strukturnya tidak berada di semuanya seperti miniatur tata surya.)

Adapun durasi proses ini, transformasi hidrogen menjadi helium, yang setara dengan hilangnya hanya 1/14 massa (diubah menjadi radiasi), membutuhkan periode waktu yang jauh lebih singkat daripada yang diperoleh dalam hipotesis berdasarkan asumsi konversi lengkap materi menjadi radiasi. Menurut sudut pandang baru, bintang-bintang yang kita amati mulai memancarkan cahaya hanya beberapa miliar tahun yang lalu.

Beberapa bintang - raksasa putih dan biru, yang massanya mencapai dua puluh massa matahari - memancarkan radiasi yang sangat kuat sehingga mereka tidak dapat bertahan dalam keadaan ini selama lebih dari beberapa puluh juta tahun, sehingga mereka mungkin belum menempuh “jalur kehidupan” yang sangat panjang.

Sekarang kita harus menunjukkan bagaimana diagram Russell dapat diinterpretasikan menggunakan teori Bethe. Kami akan kembali ke masalah ini nanti, ketika kami menyajikan teori kosmogonik terbaru. Namun, mari kita perhatikan, jika reaksi nuklir yang dikemukakan oleh Bethe memungkinkan kita menjelaskan dengan baik fakta-fakta yang diamati mengenai bintang-bintang deret utama, maka dalam kaitannya dengan bintang-bintang raksasa, ternyata perlu untuk mengasumsikan adanya transformasi nuklir lainnya, yang masih jauh dari mapan sepenuhnya. Mengenai katai putih, baru pada tahun 1946 astronom Perancis Schatzmann mampu memperjelas pemahaman kita tentang proses yang terjadi di dalam bintang-bintang tersebut.

Zaman Galaksi

Di antara berbagai metode untuk memperkirakan usia bintang-bintang yang menyusun galaksi kita, metode statistik juga telah digunakan. Dalam hal ini, pengaruh bintang ganda dari daya tarik bintang tetangga, yang dihasilkan rata-rata dalam jangka waktu yang sangat lama, diperhitungkan. Misalnya, dengan mengetahui jarak saat ini antara bintang-bintang dari suatu pasangan, kita dapat memperkirakan secara kasar periode waktu yang telah berlalu sejak pembentukan bintang-bintang dari pasangan tersebut, jika, tentu saja, kita berasumsi bahwa kedua bintang dari pasangan tersebut pasangan memiliki asal usul yang sama (seperti yang diyakini saat ini) dan jika kita mengetahui nilai rata-rata jarak massa dan kecepatan bintang tetangga. Kita juga dapat memperkirakan waktu yang dibutuhkan beberapa gugus bola, yang memiliki kepadatan rendah, untuk menghilang akibat tarikan bintang yang lewat.

Perhitungan ini cukup rumit dan mudah untuk membuat kesalahan. Misalnya, Jeans, saat mempelajari beberapa pasang bintang, sampai pada kesimpulan bahwa usia pasangan ini seharusnya beberapa triliun tahun. Dalam hal ini ia menemukan penegasan atas pandangannya mengenai skala waktu yang panjang. Namun kenyataannya, seperti yang dibuktikan V.A. Ambartsumyan beberapa tahun kemudian, usia pasangan ini tidak melebihi beberapa miliar tahun.

Biasanya, perhitungan terbaru untuk bintang biner dan gugus bola menghasilkan perkiraan waktu miliaran tahun. Tapi kita tidak bisa menyimpulkan dengan pasti bahwa ini adalah usia sebenarnya dari Galaksi kita. Kesimpulan ini hanya berlaku jika semua pasangan bintang, semua gugus bola yang kita kenal, terbentuk bersamaan dengan Galaksi kita. Sebaliknya, penelitian terbaru Ambartsumyan menunjukkan bahwa bintang-bintang baru terus terbentuk di Bima Sakti. Oleh karena itu, tidak ada yang menghalangi kita untuk berasumsi bahwa, selain bintang ganda dan gugus bola yang kita kenal sekarang, terdapat juga pasangan dan gugus bola lain yang kini telah menghilang sepenuhnya dan berubah menjadi bintang tunggal. Oleh karena itu, kita hanya dapat mengatakan bahwa umur Bima Sakti yang sebenarnya tidak kurang dari beberapa miliar tahun.

Pertimbangan awal tentang evolusi galaksi

Apakah mungkin untuk melangkah lebih jauh dan mencoba memperkirakan waktu evolusi lengkap sebuah galaksi dengan cara yang sama seperti kita menentukan durasi seluruh “kehidupan” sebuah bintang? Tentu saja permasalahan ini jauh lebih kompleks. Namun, ketika membandingkan berbagai jenis galaksi yang diketahui, beberapa data menarik masih dapat diperoleh (Gbr. 7). Memang benar, perbandingan sederhana bentuk galaksi membuat kita curiga bahwa yang kita hadapi di sini adalah tahapan evolusi yang berbeda. Benar, kini muncul pertanyaan ke arah mana evolusi ini berlangsung: dari nebula bulat ke nebula spiral atau sebaliknya.

Beras. Evolusi nebula spiral menurut Hubble. (Pengamat berada di bidang ekuator.) Area yang lebih gelap pada Gambar IV dan V menunjukkan area yang terdapat materi gelap.

Pada awalnya, hipotesis pertama yang diajukan oleh Hubble diterima, dan secara kasar berhubungan dengan evolusi massa cair yang berputar cepat (perataan dan kemudian pelepasan materi dalam arah singgung). Namun pengamatan menunjukkan bahwa, di satu sisi, nebula elips memiliki dimensi yang sama dengan nebula spiral, dan di sisi lain (karya Baade pada tahun 1943), nebula tersebut “kelebihan populasi” dengan bintang, tetapi tidak memiliki jejak apa pun. materi yang tersebar. Oleh karena itu, sebagian besar ilmuwan cenderung percaya bahwa galaksi berevolusi ke arah yang berlawanan, yaitu evolusinya dimulai dengan galaksi yang bentuknya tidak beraturan dan diakhiri dengan gugus bola raksasa. Dalam skema ini, bentuk spiral galaksi hanyalah tahap peralihan, cukup dekat dengan awal jalur evolusi dan, oleh karena itu, bertentangan dengan anggapan sebelumnya, Galaksi kita seharusnya relatif “muda”.

Beras. Pemandangan nebula spiral dengan lengan terbentuk. (Pengamat terletak pada sumbu rotasi nebula)

Adapun perkiraan umur total satu galaksi masih sangat tidak dapat diandalkan, tetapi tidak kurang dari puluhan miliar tahun. Terakhir, sebaran galaksi dalam gugus menunjukkan, menurut beberapa astronom (misalnya Zwicky), bahwa usia gugus galaksi adalah puluhan triliun tahun.

Jadi, bertentangan dengan kesimpulan prematur dari beberapa pendukung skala pendek, gagasan berikut dengan jelas muncul: dalam astronomi tidak ada satu skala waktu, tetapi ada banyak skala. * Usia planet-planet di tata surya berbeda dengan umur sebagian besar bintang di Bima Sakti, dan usia bintang-bintang tersebut, tampaknya, tidak dapat diperkirakan dengan nilai yang sama dengan usia gugusan galaksi yang besar.

* (Pola serupa juga terlihat di mikrokosmos. Durasi "kehidupan" berbeda untuk berbagai jenis partikel "dasar": untuk beberapa (misalnya, elektron) praktis tidak terbatas, untuk yang lain (mu-meson) hanya 10-14 detik. Namun, seperti yang ditunjukkan oleh data terbaru, perbedaan “masa hidup” untuk berbagai benda langit tampaknya jauh lebih kecil. (Catatan Editor))

Pelajaran 33

Subjek: Asal Usul Tata Surya

Target: Usia bumi dan benda-benda lain di tata surya. Metode penentuan radioisotop. Pola dasar tata surya. Teori terbentuknya tata surya (Kant, Laplace, Schmidt dan lain-lain).

Tugas :
1. Pendidikan: memperkenalkan konsep: metode radioisotop, umur benda tata surya.

2. Mendidik: menyebarkan gagasan perkembangan (evolusi) dari benda langit (planet) tertentu ke Tata Surya dan seluruh Alam Semesta.

3. Pembangunan: Pembentukan keterampilan menganalisis informasi, menjelaskan sifat-sifat sistem dan benda individu berdasarkan teori fisika yang paling penting, menggunakan rencana umum untuk mempelajari urutan evolusi dan menarik kesimpulan.
Tahu:

– metode radioisotop untuk menentukan umur, umur Tata Surya (Matahari, Bumi dan Bulan), beberapa pola di Tata Surya, teori modern terbentuknya Tata Surya.
Mampu untuk:

– menghitung umur menggunakan metode radioisotop.

Selama kelas:

1. Materi baru

Cabang astronomi yang mempelajari asal usul dan evolusi benda langit - bintang (termasuk Matahari), planet (termasuk Bumi) dan benda lain dalam sistem planet disebut kosmogoni.
1. Umur benda-benda Tata Surya
Penentuan usia berdasarkan penggunaan metode radioisotop- kajian kandungan unsur radioaktif (isotop unsur kimia) pada batuan. Metode ini diusulkan pada tahun 1902 Pierre Curie dan dikembangkan bersama dengan Ernest Rutherford().
Peluruhan radioaktif bergantung pada faktor eksternal (T, p, interaksi kimia) dan jumlah atom yang meluruh ditentukan oleh rumus N=No.2-t/T, dimana T adalah waktu paruh. Misalnya, U235 mempunyai waktu paruh 710 juta tahun, dan U,5 miliar tahun. Usia diperkirakan dengan rasio Pb206/U238, karena timbal adalah produk akhir peluruhan non-radioaktif.
Metode geokronologi absolut selama 60 ribu tahun terakhir adalah metode radiokarbon berdasarkan radiasi radioaktif 14C, ditemukan selama studi proses fotosintesis pada tahun 1941 di Berkeley M.Kamen Dan S.Ruben dengan waktu paruh 5568 tahun dikembangkan Willard Frank Libby(1946, AS). Ada 350 isotop di Bumi untuk 94 unsur kimia.
Usia Matahari adalah 4,9 miliar tahun, termasuk bintang generasi kedua yang muncul dari kompleks gas-debu.
Tata surya diyakini berusia sekitar lebih dari 4,6 miliar tahun.
Penelitian terbaru pada akhir tahun 2005 menunjukkan bahwa umur Bulan adalah 4 miliar 527 juta tahun. Menurut para ilmuwan, kesalahan pengukuran bisa mencapai maksimal 20-30 juta tahun.
Usia batuan tertua di bumi (kerak bumi) adalah 3960 juta tahun.
Batuan vulkanik dan sedimen di kompleks Pilbara, sebelah barat Gurun Pasir Besar Australia, merupakan salah satu batuan tertua di Bumi, menunjukkan bahwa kehidupan dimulai di planet Bumi 3,416 miliar tahun yang lalu.

2. Keteraturan pada Tata Surya
Hipotesis kosmologis tentang pembentukan tata surya harus menjelaskan pola-pola yang diamati di dalamnya. Berikut beberapa di antaranya:
1 . Orbit semua planet praktis terletak pada bidang yang sama, yang disebut bidang Laplace.
2 . Eksentrisitas orbit planet sangat kecil.
3 . Jarak rata-rata planet-planet dari Matahari mengikuti pola tertentu yang disebut Aturan Titius-Bode .
4 . Planet-planet bergerak mengelilingi Matahari sesuai arah rotasinya, seperti halnya sebagian besar satelitnya.
5 . Asteroid (Sabuk Utama) terletak pada jarak yang sedemikian jauh dari Matahari sehingga menurut aturan Titius-Bode seharusnya terdapat sebuah planet.
6 . Semua planet di Tata Surya, kecuali planet yang paling dekat dengan Matahari, Merkurius dan Venus, mempunyai satelit alami.
7 . Ada korelasi positif antara kecepatan sudut rotasi planet dan massanya: semakin besar massanya, semakin besar kecepatan rotasinya. Pengecualian lagi adalah Merkurius dan Venus.
8. Dalam parameter pergerakan planet dan satelitnya, kesepadanan dipertahankan, yang menunjukkan fenomena resonansi.
9. Kebanyakan planet (kecuali Venus dan Uranus) berputar searah dengan orbitnya mengelilingi Matahari.
10. Planet-planet tersebut menyumbang 98% momentum di tata surya dengan hanya 0,1 massa matahari.
11. Menurut ciri fisiknya, planet terbagi menjadi kelompok terestrial dan raksasa.
12. Kesetaraan ukuran sudut Matahari dan Bulan bila diamati dari Bumi, sudah biasa kita kenal sejak kecil dan memberi kita kesempatan untuk mengamati gerhana matahari total (bukan cincin).
13. Persamaan perbandingan diameter Matahari dengan diameter Bumi dan jarak Matahari ke Bumi dengan diameter Matahari dengan ketelitian 1% : 1390000 : 12751 = 109 dan : 1390000 = 108
14. Periode revolusi Bulan mengelilingi Bumi sama dengan periode rotasinya pada porosnya (bulan sidereal, 27,32 hari) dan periode rotasi Matahari Carrington (27,28 hari). Shugrin dan Obut menunjukkan bahwa 600-650 juta tahun yang lalu bulan sinodik lunar sama dengan 27 hari modern, yaitu ada resonansi yang tepat dengan Matahari.
15. "Kotak Cerah". Sifat menarik dari periodisitas aktivitas matahari, dimulai pada tahun 1943. Nilai rata-rata lamanya siklus aktivitas matahari selama 17 siklus (128 tahun), nilai rata-rata post-maximum (masa maksimum-minimum siklus matahari) P = 6,52 tahun, serta nilai rata-rata pra -maksimum (periode minimum-maksimum siklus matahari) diberikan N = 4,61 tahun. Dalam hal ini, pola berikut diamati: (6.52)2/(4.61)2=42.51/21.25=2 atau P/N=√2.
Dan pola lainnya. Saat membuat hipotesis pembentukan Tata Surya, perlu memperhitungkan dan menjelaskan semua polanya.

3. Hipotesis terbentuknya tata surya

Hipotesis tentang pembentukan Tata Surya kita dapat dibagi menjadi dua kelompok: bencana Dan evolusioner. Hipotesis kosmogonik
Hipotesis pertama muncul jauh sebelum banyak pola penting tata surya diketahui. Dengan membuang teori-teori penciptaan tata surya sebagai tindakan penciptaan ilahi yang simultan, kita akan memikirkan teori-teori paling signifikan yang menjelaskan asal usul benda-benda langit sebagai hasil proses alam dan mengandung gagasan-gagasan yang benar.
1 . Hipotesa Kant- konsep filosofis alam universal pertama yang dikembangkan selama bertahun-tahun. Dalam hipotesisnya, benda langit berasal dari awan debu raksasa yang dingin akibat pengaruh gravitasi. Matahari terbentuk di tengah awan, dan planet-planet di pinggirannya. Dengan demikian, awalnya dikemukakan gagasan bahwa Matahari dan planet-planet muncul serentak.
2 . Hipotesa Laplace- pada tahun 1796 mengajukan hipotesis tentang asal usul tata surya dari satu nebula gas panas yang berputar, tanpa mengetahui teorinya I. Kant. Planet-planet lahir di perbatasan nebula melalui kondensasi uap dingin di bidang ekuator dan dari pendinginan nebula secara bertahap berkontraksi, berputar semakin cepat, dan ketika gaya sentrifugal menjadi sama dengan gaya gravitasi, banyak cincin terbentuk, yang mana , mengembun, terbagi menjadi cincin-cincin baru, planet gas pertama kali tercipta, dan gumpalan pusat berubah menjadi Matahari. Planet-planet gas mendingin dan berkontraksi, membentuk cincin di sekelilingnya, tempat satelit-satelit planet tersebut kemudian muncul (saya menganggap cincin Saturnus benar dalam alasan saya). Secara teori, pembentukan seluruh benda tata surya: Matahari, planet, satelit terjadi secara bersamaan. Memberikan 5 fakta (jelas tidak cukup) - ciri-ciri Tata Surya, berdasarkan hukum gravitasi. Ini adalah teori pertama yang dikembangkan dalam bentuk matematika dan ada selama hampir 150 tahun, hingga teori tersebut.
Hipotesis Kant-Laplace tidak dapat menjelaskan mengapa di tata surya lebih dari 98% momentum sudut dimiliki oleh planet-planet. Seorang astrofisikawan Inggris mempelajari masalah ini secara mendetail. Hoyle. Dia menunjukkan kemungkinan mentransfer momentum sudut dari “proto-matahari” ke lingkungan menggunakan medan magnet.
3. Salah satu hipotesis bencana yang paling umum adalah hipotesis Jeans. Menurut hipotesis ini, sebuah bintang melintas di dekat Matahari dan, dengan daya tariknya, mengeluarkan aliran gas dari permukaan Matahari, tempat terbentuknya planet-planet. Kelemahan utama hipotesis ini adalah kemungkinan bintang berada pada jarak dekat dari Matahari sangat kecil. Selain itu, pada tahun empat puluhan dan lima puluhan, ketika hipotesis ini dibahas, keberadaan pluralitas dunia dianggap tidak memerlukan pembuktian, dan oleh karena itu, kemungkinan terbentuknya sistem planet tidak boleh kecil. Astronom Soviet Nikolai Nikolaevich Pariysky, dengan perhitungannya, secara meyakinkan menunjukkan kemungkinan yang dapat diabaikan dari pembentukan sistem planet, dan karenanya kehidupan di planet lain, yang bertentangan dengan pandangan umum para filsuf pada saat itu. Gagasan tentang eksklusivitas tata surya diduga mengarah pada konsep antroposentrisme yang idealis, yang tidak dapat disetujui oleh para ilmuwan materialis.
4. Yang lainnya hipotesis bencana modern. Pada awalnya terdapat Matahari, nebula protoplanet dan sebuah bintang, yang pada saat melintas di dekat Matahari, meledak dan berubah menjadi supernova. Gelombang kejut memainkan peran penting dalam pembentukan planet dari awan protoplanet ini. Hipotesis ini mendapat dukungan kuat, seperti yang ditulisnya dalam buku “Parade of the Planets,” sebagai hasil analisis komposisi kimia meteorit besar Allende. Ternyata mengandung kalsium, barium, dan neodymium dalam jumlah yang sangat tinggi.
5. Yang lebih menarik adalah hipotesis bencana dari astrofisikawan Rusia, profesor di Universitas St. Petersburg, Kirill Pavlovich Butusov, yang meramalkan keberadaan planet di luar Neptunus pada awal tahun 70-an. Orang Amerika, yang mengamati komet dengan periode revolusi yang lama mengelilingi Matahari, sampai pada kesimpulan bahwa ada benda masif tertentu, “katai coklat”, pada jarak yang sangat jauh dari bintang kita dan menyebutnya Lucifer. Butusov menyebut bintang kedua di Tata Surya ini sebagai Raja Matahari dengan massa sekitar 2% Matahari. Legenda Tibet menyimpan informasi tentangnya. Para Lama menganggapnya sebagai planet logam, sehingga menekankan massanya yang sangat besar meskipun ukurannya relatif kecil. Ia bergerak dalam orbit yang sangat memanjang dan muncul di wilayah kita setiap 36 ribu tahun sekali. Butusov berpendapat bahwa Raja Matahari pernah mendahului Matahari dalam perkembangannya dan merupakan bintang utama sistem biner. Kemudian, mengikuti proses alami, ia melewati fase raksasa merah, meledak dan akhirnya berubah menjadi katai putih dan kemudian katai coklat. Sistem planet termasuk Jupiter, Neptunus, Bumi dan Merkurius. Mungkin ada kehidupan di dalamnya yang beberapa ratus juta tahun lebih awal dari kehidupan modern (jika tidak, bagaimana menjelaskan keberadaan jejak manusia di samping jejak dinosaurus?). Planet-planet lainnya adalah milik Matahari. Setelah kehilangan massanya secara signifikan, Raja-Matahari memindahkan “pengiringnya” ke Matahari saat ini. Selama semua gangguan kosmik ini, Bumi mencegat Bulan dari Mars. Banyak legenda yang mengatakan bahwa sebelumnya planet kita tidak memiliki satelit. Mungkin masih ada beberapa planet di sekitar Raja-Matahari dengan peradaban yang jauh lebih tinggi dibandingkan kita. Dan mereka memeriksa bumi dari sana. Namun yang menentang Raja Matahari adalah kenyataan bahwa Butusov mengharapkannya muncul pada tahun 2000, namun tidak pernah muncul.
5 . Teori yang diterima secara umum saat ini adalah teori Schmidt.
Model kosmologis

1. Gumpalan tempat protobintang muncul (khususnya Matahari kita) berkontraksi, meningkatkan kecepatan rotasi. Ketika protobintang berkontraksi lebih cepat, ia membentuk piringan material yang mengelilingi bintang masa depan. Bagian pertama dari materi piringan di dekatnya jatuh ke bintang pembentuk di bawah pengaruh gravitasi. Gas dan debu yang tersisa di disk dan memiliki torsi berlebih didinginkan secara bertahap. Cakram protoplanet gas dan debu terbentuk di sekitar protobintang.
2. Materi yang didinginkan di dalam piringan, menjadi lebih datar, menjadi lebih padat, mulai berkumpul menjadi gumpalan-gumpalan kecil - planetesimal, membentuk sekumpulan miliaran gumpalan berukuran sekitar satu kilometer, yang bertabrakan selama pergerakannya, runtuh dan bersatu. Yang terbesar bertahan - membentuk inti planet, dan seiring pertumbuhannya, meningkatnya gaya gravitasi berkontribusi pada penyerapan planetesimal di dekatnya serta daya tarik gas dan debu di sekitarnya. Jadi, setelah 50 juta tahun, planet gas raksasa terbentuk. Di bagian tengah piringan, protobintang berkembang lebih lanjut - ia memampatkan dan memanas.
3. Setelah 100 juta tahun, protobintang berubah menjadi bintang. Radiasi yang dihasilkan memanaskan awan hingga 400K, zona penguapan terbentuk dan hidrogen serta helium mulai terdorong keluar ke jarak yang lebih jauh, meninggalkan unsur-unsur yang lebih berat dan planetesimal besar (planet terestrial masa depan) yang ada di dekatnya. Dalam proses diferensiasi gravitasi materi (pembagian menjadi berat dan ringan), inti planet dan mantelnya terbentuk.
4. Di bagian terluar Tata Surya yang lebih jauh dari Matahari pada pukul 5 pagi. Artinya, terbentuklah zona beku dengan suhu kurang lebih 50K dan terbentuklah inti planet besar di sini, yang ternyata mampu menahan sejumlah gas dalam bentuk awan primer. Sejumlah besar satelit kemudian terbentuk di dalamnya, dan dari sisa-sisa cincin.
5. Bulan dan satelit-satelit Mars (serta beberapa satelit dari planet-planet raksasa) merupakan bekas planetesimal (yang kemudian menjadi asteroid) yang ditahan (ditangkap) oleh gaya gravitasi planet-planet tersebut.
Di Sini teori lain tentang pembentukan tata surya :
Pada awalnya, Matahari bergerak dalam orbit mengelilingi pusat galaksi sendirian.
Benda-benda material dengan ciri-ciri planet yang saat ini menjadi bagian dari tata surya kita juga ada dengan sendirinya, tanpa adanya hubungan satu sama lain, meskipun letaknya relatif dekat dengan Matahari dan bergerak searah dengannya. Masing-masing benda tersebut, yang berada pada tahap perkembangan tertentu, dikelilingi oleh ruang hampa yang dalam, yang tingkatnya secara langsung bergantung pada ukuran benda langit. Matahari memiliki massa terbesar, yang secara alami menentukan keberadaan penghalusan terkuat di sekitarnya. Oleh karena itu, ke sanalah aliran materi gravitasi yang paling kuat diarahkan, yang, setelah bertemu dengan planet-planet dalam perjalanannya, mulai perlahan-lahan menggerakkannya menuju Matahari.
Merkurius adalah orang pertama yang memasuki zona gravitasi sirkumsolar. Saat mendekati bintang, ia mulai mengalami kekurangan massa gravitasi yang diperlukan untuk evolusinya sendiri di sisi Matahari, yang memaksanya menyimpang dari arah bujursangkar dan mengelilingi Matahari. Setelah melewati yang terakhir, Merkurius menjauh darinya, tetapi di bawah tekanan aliran materi yang datang, ia terpaksa berbalik, berulang kali mengulangi gerakan rotasi bolak-balik di sekitar pusat sistem benda yang dihasilkan di sepanjang orbit elipsnya, sementara menambahkan penghalusannya sendiri ke dalam kekosongan sirkumsolar. Hal ini terlihat dari adanya kekosongan tidak hanya di sekitar planet itu sendiri, tetapi juga dalam pembentukannya di seluruh orbit tempat Merkurius bergerak.
Beginilah awal mula terbentuknya tata surya kita.
Venus kedua muncul di tengah Matahari, yang hampir persis mengulangi nasib Merkurius, menempati orbit berikutnya di belakangnya. Venus memperoleh rotasinya pada porosnya sendiri, yang berbeda dari planet lain, selama proses pembentukannya, dan sama sekali tidak ada hubungannya dengan pembentukan tata surya.
Bumi dan benda material lainnya dengan satelit terlibat dalam gerakan orbit mengelilingi Matahari, karena sudah memiliki sistem bendanya sendiri.
Sabuk asteroid yang ada di belakang Mars, terletak di orbit, tidak diragukan lagi sebelumnya milik planet kecil Phaeton yang praktis tidak berputar, yang runtuh sekitar 65 juta tahun yang lalu. Cincin yang mengelilingi beberapa planet mempunyai sifat serupa. Sebagian besar benda luar angkasa yang meledak berkumpul dan didistribusikan secara merata ke seluruh ruang hampa orbital yang terbentuk selama rotasinya sebelum bencana.
Pergerakan massa gravitasi yang terus-menerus menuju pusat Tata Surya tidak hanya mengubah keadaan kualitatif tata surya, tetapi juga menggerakkan benda-benda material bebas ke arahnya, yang di masa depan akan menjadi satelit Matahari.
Beginilah tata surya kita terbentuk, namun proses pengisiannya dengan benda-benda angkasa baru belum selesai; hal ini akan berlanjut selama jutaan tahun.
Tapi berapa umur tata surya? Para ilmuwan telah menemukan bahwa selama sekitar tiga ratus juta tahun Bumi berbentuk bola es. Dalam hal ini, dapat diasumsikan bahwa selama periode ini suhu Matahari relatif rendah dan energinya tidak cukup untuk menjamin rezim termal di planet kita sebanding dengan rezim saat ini. Namun asumsi seperti itu sama sekali tidak dapat diterima, karena bahkan Mars, yang terletak pada jarak yang jauh lebih jauh dari Matahari dibandingkan Bumi dan menerima energi panas jauh lebih sedikit, belum mendingin hingga suhu serendah itu.
Penjelasan yang lebih masuk akal mengenai fenomena lapisan es global di Bumi adalah bahwa bumi pada saat itu berada sangat jauh dari Matahari, yaitu di luar ruang Tata Surya modern. Sebuah kesimpulan penting berikut ini: tiga ratus juta tahun yang lalu Tata Surya tidak ada; Matahari bergerak melintasi hamparan Alam Semesta sendirian, paling banter, dikelilingi oleh Merkurius dan Venus.
Dengan demikian, dapat disimpulkan secara meyakinkan bahwa perkiraan usia tata surya kurang dari tiga ratus juta tahun!

Salah satu teori modern tentang pembentukan bumi

4. Planet yang mengelilingi bintang lain (exoplanet) V Wikipedia
Pemikiran tentang keberadaan dunia lain diungkapkan oleh para filsuf Yunani kuno: Liucippus, Democritus, Epicurus. Selain itu, gagasan tentang keberadaan planet lain di sekitar bintang diungkapkan pada tahun 1584 oleh Giordano Bruno (1548-02/17/1600, Italia). Pada tanggal 24 April 2007, 219 planet ekstrasurya telah ditemukan di 189 sistem planet, 21 sistem planet banyak. Planet ekstrasurya pertama ditemukan pada tahun 1995 di dekat bintang 51 Pegasi, terletak 14,7 pc dari kita oleh para astronom di Observatorium Jenewa Michelle UTAMA(M.Walikota) dan Didier KVELOZ(D.Queloz).
Profesor Astronomi di Universitas California, Berkeley Geoffrey Marcy(Geoffrey Marcy) dan astronom Paul Butler(Paul Butler) dari Universitas Carnegie mengumumkan pada tanggal 13 Juni 2002 penemuan planet kelas Jupiter yang mengorbit bintangnya pada jarak kira-kira sama dengan jarak Jupiter kita mengorbit Matahari. Bintang 55 Cancri berjarak 41 tahun cahaya dari Bumi dan merupakan jenis bintang mirip Matahari. Planet yang ditemukan berada jauh dari bintang. 5,5 unit astronomi (Jupiter pada 5,2 unit astronomi). Periode orbitnya adalah 13 tahun (untuk Jupiter - 11,86 tahun). Massa - dari 3,5 hingga 5 massa Jupiter. Jadi, untuk pertama kalinya dalam 15 tahun pengamatan, tim internasional “pemburu planet di sekitar bintang lain” berhasil menemukan sistem planet yang mirip dengan kita. Saat ini ada tujuh sistem yang diketahui.
Mahasiswa Universitas Pennsylvania menggunakan teleskop orbital Hubble John Debes(John Debes), mengerjakan proyek untuk mencari bintang di sistem lain, pada awal Mei 2004, untuk pertama kalinya dalam sejarah, memotret sebuah planet di sistem lain yang terletak pada jarak sekitar 100 tahun cahaya dari Bumi, membenarkan pengamatan tersebut pada awal tahun 2004 dengan teleskop VLT (Chili) dan foto pertama pendamping di sekitar bintang 2M 1207 (katai merah). Massanya diperkirakan sebesar 5 massa Yupiter, dan radius orbitnya 55 AU. e.

Di rumah:

Pola sebaran jarak planet dari Matahari dinyatakan dengan ketergantungan empiris A. e. yang disebut Aturan Titius-Bode. Hal ini tidak dijelaskan oleh hipotesis kosmogonik mana pun yang ada, namun menarik bahwa Pluto jelas tidak cocok dengan tabel yang menggambarkannya. Mungkin ini juga salah satu alasan keputusan IAC ( apa saja yang termasuk dalam pengertian planet?) tentang dikeluarkannya Pluto dari daftar planet besar? [Definisi planet mencakup tiga ketentuan: 1) mengorbit Matahari, 2) cukup besar (lebih dari 800 km) dan masif (di atas 5x1020 kg) hingga berbentuk bola, 3) tidak ada benda yang sebanding ukurannya dekat orbitnya. Alasan ini juga cocok, karena ada benda di Sabuk Kuiper yang lebih besar dari Pluto.]