Модные тенденции и тренды. Аксессуары, обувь, красота, прически

Представляет собой эмпирическую формулу, приблизительно описывающую расстояния между планетами Солнечной системы и Солнцем (средние радиусы орбит). Эта формула говорит о том, что расстояния между орбитами планет и орбитой Меркурия возрастают по закону геометрической прогрессии со знаменателем, примерно равным двойке (Нептун выпадает):

Рис.1. Формула Тициуса-Боде.

Таблица 1. Средние расстояния до Солнца планет Солнечной
системы по формуле Тициуса-Боде и фактически.

Существует достаточно много различных теорий, претендующих на объяснение зависимости Тициуса-Боде: гравитационная, электромагнитная, небулярная, резонансная. Детальный анализ этих теорий был проведен американским астрономом М. Ньето в его книге "Закон Тициуса-Боде. История и теория." . Вывод оказался неутешительным. По мнению Ньето, ни одна из них "…не может объяснить происхождение геометрической прогрессии для планетных расстояний и в то же время устоять перед всей критикой". Прямое численное моделирование образования и перемещения планет под действием гравитационных сил также затруднено огромным объёмом вычислений. Скорее всего такое расположение орбит вообще невозможно объяснить на основании только естественных причин. Здесь еще нужно учесть, что новая теория переноса планетных орбит Хэла Левисона, ставит крест на всех прежних теориях.

Американский планетолог Харольд Левисон, работая в 2004 году в международной команде исследователей предложил новую модель формирования Солнечной системы, которая получила название модель Ниццы . Модель Ниццы допускает, что планеты-гиганты родились совсем на других орбитах, а затем перемещались в результате их взаимодействия с планетезималями, пока Юпитер и Сатурн, две внутренние планеты-гиганты, не вошли 3,9 млрд. лет тому назад в орбитальный резонанс 1:2, который дестабилизировал всю систему. Гравитационные силы обеих планет сработали тогда в одном направлении. Левисон считает, что это похоже на качели: каждый рассчитанный во времени толчок подбрасывает качели все выше. В случае с Юпитером и Сатурном каждый толчок гравитации растягивал орбиты планет, пока они не приблизились к их современной схеме. Нептун и Уран оказываются на орбитах с большим эксцентриситетом и вторгаются во внешний диск протопланентного вещества, сталкивая десятки тысяч планетезималей с прежде устойчивых орбит. Эти возмущения почти полностью рассеивают исходный диск из каменных и ледяных планетезималей: из него удаляется 99% его массы. Так началась катастрофа. Астероиды поменяли свои траектории и направились к Солнцу. Тысячи из них врезались в планеты внутренней Солнечной системы. Наконец, большие полуоси орбит планет-гигантов достигают своих современных значений, и динамическое трение с остатками диска планетезималей уменьшает их эксцентриситет и вновь делает орбиты Урана и Нептуна круговыми.

Теория Ниццы объясняет позднюю тяжёлую бомбардировку и отвечает на вопрос почему все лунные кратеры образовались практически одновременно 3,9 млрд. лет тому назад. Если бы масса Сатурна была несколько большей, порядка массы Юпитера, то как показывают расчеты, планеты земной группы были бы поглощены газовыми гигантами. И еще один вопрос. Если после такой катастрофической встряски, случайной казалось бы по своей природе, планеты выстроились на своих орбитах по закону Тициуса-Боде, то как тут мог поработать "Высший Разум"? Ответ такой: Воздействие сил, обеспечивающих универсальную эволюцию на всех ее уровнях: ...звездную, планетарную, эволюцию биосферы, антропогенез и социальную эволюцию, всегда представляло собой небольшое возмущение, качественно изменяющее (на временных интервалах достаточной длительности), развитие системы. Для стороннего наблюдателя такое возмущение представляется совершенно случайным. Для управляющей системы и объекта управления, оно носит информационный характер.

Может ли такое расположение планетных орбит быть случайным совпадением? Такое совпадение представляется чрезвычайно маловероятным. Действительно, радиусы орбит планет от Венеры до Плутона (Нептун выпадает), если их отсчитывать не от центра масс системы, а от орбиты Меркурия, образуют числовой ряд из восьми чисел: (0.33, 0.61, 1.13, 2.51, 4.81, 9.15, 18.83, 39.11), который мало отличается от геометрической прогрессии со знаменателем q = 2, табл. 1.

Отношение каждого последующего члена к предыдущему в этой последовательности образует ряд: (1.8, 1.9, 2.1, 2.0, 1.9, 2.1, 2.1), причем среднее значение знаменателя q = 1.98, т.е. q = 2.0 с точностью до десятых. Трудно поверить в то, что восемь случайных величин выстраивается в последовательность столь мало отличающуюся от простейшей геометрической прогрессии.

Кроме того оказалось, что это правило применимо и к другим планетным системам . Такое заявление сделали мексиканские ученые, изучая звездную систему 55 Рака. По мнению мексиканских астрономов, тот факт, что правило Тициуса-Боде выполняется в 55 Рака, показывает, что эта закономерность не является случайным свойством, присущим только Солнечной системе. Согласно последним данным, это правило в большинстве других планетарных систем выполняется даже лучше, чем в Солнечной .

Поскольку не понятно как может быть объяснено правило Тициуса-Боде естественными причинами, вполне можно предположить, что здесь поработали какие-то неведомые разумные силы, т.е. наша планетная система есть продукт разумного замысла (Intelligent design). Действительно, в чем суть правила Тициуса-Боде, в чем его смысл? В том, что существует выделенная орбита , орбита Меркурия , которая обозначает начало отсчета, нижнюю границу планетарной системы, начало координат с пометкой "0". Орбита, расстояния от которой до каждой из орбит по которым вращаются планеты Солнечной системы (движущиеся в первом приближении по окружностям), есть члены геометрической прогрессии со знаменателем два. Исключение составляет Нептун, однако вычисленная по этому же закону восьмая орбита тоже не пустует и занята карликовой планетой Плутон.

Рис.2. Массы планет. Планеты изображены шариками одинаковой плотности. Диаметр Солнца на этой диаграмме должен был бы быть в 10 раз больше диаметра Юпитера.

Здесь важно понимать следующее: правило Тициуса-Боде выполняется с хорошей точностью несмотря на огромный разброс (в четыре порядка) планет по массе. При этом планеты выстраиваются на своих орбитах по закону геометрической прогрессии ориентируясь не на Солнце и не на Юпитер, а на Меркурий, самую маленькую планету, масса которой ничтожно мала в сравнении с Юпитером (в шесть тысяч раз меньше). Цели, которые при этом преследовал неведомый проектировщик и строитель остаются неизвестными. Их диапазон может быть достаточно широк: от побочного проявления используемого масштаба до искусственной организации структуры планетной системы в целях "выращивания" разумной жизни на одной из планет и дальнейшей ее экспансии в космическое пространство.

Можно дать следующее правдоподобное объяснение (ни на что, впрочем не претендующее):

Орбиты Меркурия и Плутона есть по сути маркеры, т.е. они отмечают нижнюю и верхнюю границу планетной системы, где должна быть сосредоточена основная масса объектов, связанных с Солнцем гравитацией. Планеты сформировались и переместились на их нынешние почти круговые орбиты в пределах почти плоского диска, плоскости эклиптики. Эти восемь планет образуют две группы; земная группа: Меркурий, Венера, Земля и Марс и группа планет-гигантов – четыре внешние планеты: Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун, резко отличающиеся по своему химическому составу от планет земной группы. На одной из четырех, наиболее подходящих планет в каждой из этих групп запускается программа зарождения и эволюции водно-углеродной и аммиачной жизни.

При такой интерпретации правила Тициуса-Боде можно предвидеть следующие вопросы:

Почему в состав прогрессии включена орбита Плутона, самой легкой планеты (планетоида), которому в 2006 году международный астрономический союз вообще отказал в статусе планеты? Кроме того, его орбита, в отличие от других, имеет значительный эксцентриситет 0,25 и наклон к плоскости эклиптики 17°.

Ответ такой:

Орбита Плутона задает верхнюю границу планетной системы. У Меркурия, орбита которого определяет ее нижнюю границу, также большой эксцентриситет (0,2) и угол наклона орбиты к плоскости эклиптики (7°), и масса на четыре порядка меньше массы Юпитера. Однако присутствие его в формуле Тициуса-Боде никто не оспаривает. Если отвлечься от "материальной составляющей" и считать, что положения планетных орбит всего лишь маркеры, то сразу же получает объяснение отсутствие какой-либо корреляции средних радиусов орбит с массой планет. (Правда непонятно что эти маркеры отмечают.) В этом как раз и выражается финальность устройства Солнечной системы, а также и в том, что отсчет расстояний идет не от центра масс системы (практически от центра Солнца), а от орбиты ничтожного по своей массе Меркурия. И построение этой простейшей прогрессии завершается ничтожным по своей массе Плутоном. Иначе говоря, положение орбит определяется не реальными каузальными связями, а подчинено примату целевых нематериальных отношений, природа которых пока неясна, что соответствует первому пункту определения финальности и финализма.

Почему в прогрессию включен радиус пояса астероидов?

Согласно современным представлениям, главный пояс астероидов ассоциируется с планетой, которая так и не смогла сформироваться ввиду гравитационного влияния Юпитера и других планет-гигантов. И средний радиус пояса астероидов в точности соответствует тому значению, которое дает формула Тициуса-Боде.

Чем объяснить выпадение Нептуна?

Это самый неудобный вопрос. Можно предложить такую аналогию. В метрологии есть понятие промаха измерений – такого измерения, результат которого выходит далеко за пределы области других измерений. Проводя параллель, имеем "девять корректных измерений" и один "промах". Промахи, как известно, из результатов исключаются и во внимание не принимаются.

Почему расстояния от орбит планет до отметки маркирующей начало планетной системы образуют ряд столь мало отличающийся от прогрессии? Однозначного ответа нет. Но похоже, что прогрессия со знаменателе 2 (или ½) – это визитная карточка "Высшего разума". Действительно, в нашей телеологической гипотезе – это прогрессия с тем же знаменателем, содержащая в два раза большее число членов. А от начала неолита до второй половины ХХ века на восемь периодов, каждый последующий из которых в два раза короче предыдущего, в точности соответствует правилу по которому размечена планетарная зона Солнечной системы на восемь зон, ограниченных орбитами планет от Плутона до Меркурия (Нептун выпадает).

Орбиты всех крупных планет Солнечной системы имеют аномально малые (по сравнению с экзосолнечными планетами) эксцентриситеты орбит. Это обстоятельство может рассматриваться, как редкая случайность (до недавнего времени оно вообще никого не смущало, поскольку никто не предполагал, что типичной является как раз ситуация с высокой степенью эллиптичности орбит). Кроме того особенностью многих спутников планет Солнечной системы являются идеальные круговые орбиты и совпадение плоскости орбиты спутника с плоскостью экватора планеты. Такие закономерности, выглядящие маловероятными, могут иметь своей причиной разумный замысел (Intelligent design).

Значения наклонов осей вращения планет к плоскостям орбит

Ниже приведены значения наклонов осей вращения крупных планет (от Меркурия до Плутона) к плоскостям их орбит, выраженные в градусах, в долях от прямого угла и округленно:

Таблица 2. Значения наклонов осей вращения планет (от Меркурия до Плутона)

к плоскостям их орбит.

Учитывая, что набор значений для наклонов планетных осей мог бы содержать, строго говоря, любые величины (базовая теория утверждает, что наклоны осей отличаются от прямого благодаря соударениям планетезималей на ранней стадии формирования Солнечной системы), можно заметить, что упомянутая последовательность выглядит достаточно маловероятной. Такую последовательность значений можно рассматривать, как искусственно созданную, и даже несущую в себе либо какой-то смысл, либо какую-то функциональную нагрузку.

Следовательно, как и в случаю с прогрессией Тициуса-Боде, здесь мы имеем простую последовательность, возникновение которой вряд ли можно объяснить лишь естественными причинами. Все это очень напоминает правила квантования энергии и собственного момента импульса электрона в атоме. И все это снова говорит нам о финальности в устройстве Солнечной системы.

Резонансным соотношением в небесной механике называется соотношение (1), где ω 1 , ω 2 ,...,ω к – частоты обращения (или средние угловые скорости) соответствующих планет вокруг Солнца (или спутников планеты вокруг нее, или планет (спутников) вокруг своей оси); n 1 , n 2 , n к – целые числа (положительные или отрицательные).

n 1 ω 1 +n 2 ω 2 +...+n к ω к = 0 (1)

Солнечная система не атом водорода, а планеты не электроны. Никакие физические законы не препятствуют им обращаться с любым несоизмеримым периодом друг относительно друга. Но почему-то очень часто небесные тела связаны резонансами. При орбитальном резонансе два (или более) небесных тела имеют периоды обращения, которые относятся как небольшие целые числа, при спин-орбитальном резонансе синхронизируются орбитальное движение небесного тела и его вращение вокруг своей оси. Иначе говоря резонанс для астрономов – это соизмеримость (или почти соизмеримость) времён обращения небесных тел, т.е. когда периоды относятся как небольшие целые числа, чаще всего 1:1, 1:2, 1:3, 2:3, 2:5. Известно, например, что орбита Урана обладает резонансом 1:3 относительно Сатурна, орбита Нептуна – резонансом 1:2 относительно Урана, орбита Плутона – резонансом 1:3 относительно Нептуна. Орбита Сатурна проявляет резонанс 2:5 относительно Юпитера, о чем знал еще Лаплас.

А.М. Молчанов выдвинул гипотезу о существовании резонансной структуры (полной резонансности) Солнечной системы. По его мнению, эволюционно зрелые колебательные системы неизбежно резонансны, и их состояние определяется (подобно квантовым системам) набором целых чисел. Резонансность орбит по мнению Молчанова обеспечивается малыми диссипативными силами: приливными, тормозящими от межзвездной пылевой материи и др. Эти диссипативные силы очень малы, на порядки меньше слабых возмущений за счет взаимодействий планет. Но действуя миллиарды лет, они (гипотетически) приводят движения планет к стационарным резонансным орбитам. Молчанову удалось найти для планет Солнечной системы полную систему резонансов. Она представлена ниже таблицей 3. Таблица содержит числа n к положительные, отрицательные и нули, такие что:

n 1 ω 1 + n 2 ω 2 + ... + n 9 ω 9 = 0

Таблица 3. Резонансы планет Солнечной системы.

Возьмем например пятую строку:

2ω Юп - 5 ω Сат = 0

Все эти резонансы приближенные, но выполняются с хорошей точностью порядка 1%: таблица 4. Т.к. частоты вращения планет ω к связаны между собой рациональными числами, то всегда можно подобрать достаточно большие по модулю целые числа n к, определяющие резонанс высокого порядка с любой заданной наперед точностью. Но суть открытия Молчанова в том, что числа n к в таблице 3 – малы (см. график 1). Аналогичные таблицы существуют и для систем спутников Юпитера, Сатурна и Урана. Отклонения истинных частот от резонансных не превосходят здесь 1,5%.

Таблица 4. Отклонение фактических частот вращения планет от "теоретических".

Гипотеза Молчанова должна описываться теорией многочастотных нелинейных колебательных систем, причем Солнечная система выступает здесь лишь как объект иллюстрации эволюции таких систем. Молчанов оценил вероятность наблюдаемого состояния Солнечной системы при таком подходе, как 3*10 -12 . Это означает, что планетная система, подобная Солнечной, при случайном образовании, могла бы встретиться один раз среди десяти галактик подобных нашей, при условии что у каждой звезды в галактике есть своя планетная система. Этот результат противоречит принципу Коперника, Космологическому принципу и принципу " ∞ ". Очевидно, что наблюдаемое состояние Солнечной системы, необъяснимо с точки зрения классической механики.

К тому же гипотеза Молчанова рождает новые вопросы, на которые также нет ответа. Однозначна ли система небольших резонансных чисел, найденных Молчановым, или можно подобрать другую не хуже? Почему Солнечная система пришла именно к этим резонансам, а не к каким-то другим? Каков механизм перехода системы в резонансный режим? Прошло уже около полувека с тех пор как А.М. Молчанов предложил свою гипотезу, но все эти вопросы так и остались без ответа.

Поскольку эти резонансные соотношения, очевидно, не могли возникнуть по случайным причинам, то финалистская гипотеза имеет такое же право на существование как и всякая другая:

"Результаты Джойса, по-видимому, свидетельствуют о существовании резонанса (или системы резонансов) между внутрисолнечными процессами и циклическими движениями планет. Но это ещё не всё. Правдоподобно, что влияние этого резонанса резко усилено благодаря наличию совокупности резонансов в самой планетной системе. Происхождение этих резонансов и особенно их влияние на динамические процессы, протекающие в Солнечной системе, не всегда ясны. Их наличие может привести к высокой чувствительности соответствующих систем к внешним воздействиям и возмущениям определенного информационного типа, т.е. имеющим подходящий (и устойчивый) спектр частот".

В Солнечной системе синхронизация выражается также в существовании замечательно простых целочисленных зависимостей между средними угловыми скоростями обращений (орбитальных движений) и вращений планет (спин-орбитальная синхронизация). Существует целый ряд таких зависимостей. Вот только некоторые из них:

Движение Меркурия согласовано с движением Земли. Время от времени Меркурий находится с Землей в нижнем соединении. Так называют такое приближение Меркурия, когда он находится с Землей и Солнцем на одной прямой. Нижнее соединение повторяется каждые 116 суток, что совпадает с временем двух полных оборотов Меркурия и, встречаясь с Землей, Меркурий всегда обращен к ней одной и той же стороной. Но какая же сила заставляет Меркурий равняться не на Солнце, а на Землю. Или это случайность?

"Механизм возникновения этого резонанса остается неизвестным, а попытки объяснить его приливными возмущениями в масконе, находящемся под поверхностью Моря зноя или в приливном горбе, представляются не очень убедительными. Силы приливных взаимодействий пропорциональны обратному кубу, а не обратному квадрату, как в законе всемирного тяготения; они быстро убывают с расстоянием, и поэтому приливные воздействия Земли на Меркурий в 1,6·10 6 раз меньше, чем от Солнца, и в 5,2 раза меньше, чем от Венеры. Но других объяснений пока нет".

Период вращения Меркурия вокруг своей оси равен 58,65 сут, т.е. практически точно равен двум синодическим лунным месяцам. Период обращения Меркурия вокруг Солнца - 88 сут. по отношению к неподвижным звёздам, т.е. близко к трем синодическим лунным месяцам (88,6 сут.). Орбита Меркурия находится в резонансе 115.88 земных суток относительно Земли, что близко к 4 синодическим лунным месяцам, 118 суток. Точный резонанс был 130 млн. лет назад. Удивительные совпадения! Прямая связь между движениями Луны и Меркурия представляется невероятной, точнее, пренебрежимо малой.

Еще больше странностей в движении Венеры. Период вращения Венеры (243.02) практически совпадает с резонансным периодом системы Земля-Венера (243.16). Период повторения нижних соединений с Землей – 584 суток, это ровно 5 солнечных суток Венеры (116.8 земных суток), причем в эти моменты Венера всегда обращена к Земле одной и той же стороной. Этот странный взгляд, глаза в глаза, не может быть объяснен с точки зрения классической небесной механики». (М.Карпенко. "Вселенная разумная"; "Известия", 24 июля 2002 года).

Синхронно вращаются вокруг своих планет (резонанс 1:1 – постоянно обращены к ним одной стороной) спутники Земли, Марса, Сатурна (кроме Гипериона, Фебы и Имира), Урана, Нептуна (кроме Нереиды) и Плутона. В системе Юпитера такое вращение характерно для значительной части спутников, в том числе всех галилеевых. Первым попытался обосновать резонансы в Солнечной системе, Лаплас. Он объяснял резонансность спутников Юпитера приливными взаимодействиями.

Такое объяснение вполне подходит, но при условии, что вращения спутников уже были почти резонансными, а приливы лишь довели их до точного устойчивого резонанса. Но почему изначально существовал приближённый резонанс, теория приливов ответа не дает. В планетной же системе, приливные эффекты заведомо слабы и поэтому орбитальные планетные резонансы теория приливов вообще не объясняет. Нельзя же, например, всерьёз утверждать, что крошечный Плутон, отстоящий как минимум на 30 а.е. от Солнца, нагоняет на его поверхности мощную приливную волну! Вывод таков: орбитальные резонансы и резонансы вращений, одной лишь теорией приливов объяснить невозможно.

Каков же итог? Геометрия Солнечной системы, т.е. положение планетных орбит в пространстве, их независимость от массы планет, малые эксцентриситеты планетных и спутниковых орбит, "квантование" углов собственных моментов планет, синхронность их циклических орбитальных движений и вращений, циклическая активность Солнца – все эти факты и явления не нашли (несмотря на многочисленные попытки) своего естественного объяснения. И это несмотря на их исключительную простоту.

При этом нужно учесть, что возраст Солнечной системы – миллиарды лет, и все ее параметры: геометрические, частотные и фазовые в течение всего этого огромного промежутка времени под действием диссипативных сил и гравитационных взаимодействий, медленно менялись. В таком случае, абсолютная точность всех приведенных выше зависимостей не достижима в принципе ни в какие времена. И то, что именно в наше время, они выполняются с очень хорошей точностью и Солнечная система становится "эволюционно зрелой", свидетельствует о финальности в ее устройстве и присутствии неких разумных сил в процессе ее формирования.

Остается правда нерешенным вопрос о природе этих разумных сил. Ответ на него существует и вполне логичный, причем без привлечения "Предтеч", цивилизаций на миллионы лет опередивших нас в своем развитии. Разные ученые, в разные времена, по разному называли ту разумную силу, субстанцию, которая движет эволюцией. На эту роль могли бы претендовать и энтелехия Аристотеля, и монады Лейбница, и морфогенетические поля Руперта Шелдрейка, и информационные поля академика Влаиля Казначеева. В наше время в качестве такой субстанции логично выбрать так называемую темную материю, в существовании которой, в отличие от всех вышеперечисленных, сомневаться не приходится. Темная материя распространена в космосе повсеместно, присутствует она также и в Солнечной системе, причем масса ее в пять раз превышает массу обычной видимой материи.

Что такое темная материя? Из каких частиц она состоит? Какой мир (миры) она образует? Все это остается неизвестным. Единственное, что про нее доподлинно известно, так это то, что она может неравномерно распределяться в пространстве и вступать в гравитационное взаимодействие с обычным веществом. Но уже и этого достаточно, для того чтобы объяснить финальность в устройстве нашей планетной системы. Действительно, если отождествить ее с разумным проектировщиком и строителем, можно предположить следующее. Темная материя могла в системе Протосолнца с помощью небольших гравитационных возмущений постепенно, шаг за шагом формировать нужные по массе и составу планеты (спутники), расставлять (а возможно в дальнейшем и перемещать) их на нужные орбиты, обеспечивать правильность этих орбит и синхронность циклического движения по ним.

Можно ли объяснить финальность в устройстве Солнечной системы с помощью темной материи? На этот вопрос пока ответа нет. Но то, что она повлияла на процесс образование галактик , подтверждается компьютерным моделированием, которое провели английские астрофизики. Эти расчеты показали, что ключевую роль в определении формы звездного скопления (спиральная или эллиптическая галактика), играет именно гало темной материи. Если бы темной материи не существовало, то, как считают ученые, реально наблюдаемые структуры в расширяющейся Вселенной просто не успели бы возникнуть. Без небарионной холодной материи невозможно было бы само существование Вселенной в современном ее виде, а значит, и формирование Солнечной системы и планеты Земля.

Кроме того, та же разумная сила могла подогнать и столкнуть под нужным углом Тейю с молодой Землей, что привело к образованию Луны, жизнь без которой на Земле оказалась бы невозможной. Она же была способна 65 млн. лет назад направить на Землю "нужный" по массе и скорости астероид, и положить конец господству динозавров, оказавшихся тупиковой ветвью эволюции. (Что в соответствии с астероидной гипотезой, привело к взлету млекопитающих, а затем к появлению приматов, гоминид и человека.) И если в соответствии с принципом Оккама не плодить лишних сущностей, ею же можно объяснить ускоряющуюся универсальную эволюцию: биологическую ее фазу, антропогенез и социогенез. (Расхождение в подсчетах массы Земли привели ученых к предположению о том, что нашу планету окружает пояс темной материи .) Правда материальная движущая сила всех этих эволюций, в отличие от планетарной эволюции, остается неизвестной.

В заключение, отметим следующее. Финальность в устройстве Солнечной системы, не означает ее выделенности, уникальности в Галактике и Вселенной, как это обычно принято считать. Многие открытые на данный момент экзопланетные системы отличаются от Солнечной системы тем, что в них газовые гиганты, аналогичные Юпитеру располагаются на близких расстояниях от звезды. Что объясняется селективностью методов обнаружения (легче обнаружить короткопериодические, близко отстоящие от звезды массивные экзопланеты). Если же исходить из принципа Коперника и Космологического принципа , то можно не сомневаться в том, что, существуют также и системы аналогичные Солнечной, пока недоступные для наблюдения.

Не нужно также забывать, что звезды солнечного типа (типа G), такие как Солнце, составляют всего лишь 5% от звёзд нашей Галактики, основная же масса звезд – это красные карлики, которые составляют 80% звездного населения, и на планетах которых, также возможно зарождение жизни. И темная материя каждой такой протопланетной системы, ее "Космический проектировщик и строитель", могла настраивать ее характеристики так, чтобы в ней оказалось возможным возникновение жизни, сознания и цивилизации с последующей ее экспансией в космическое пространство.

Аза несколько лет до этого произошло никем не замеченное событие - была обнаружена математическая закономерность в размерах планетных орбит. Впрочем, первые успешные опыты в этом деле принадлежат немецкому математику и астроному, мистику и астрологу Иоганну Кеплеру (1571-1630). Именно он, увлеченный «гармонией сфер», нашел соответствие между идеальными геометрическими фигурами и орбитами планет. Оказалось, что пять правильных многогранников, так называемых Платоновых тел - тетраэдр, куб, октаэдр, додекаэдр, икосаэдр - можно разместить внутри совокупности концентрических сфер, радиусы которых соотносятся так же, как радиусы планетных орбит (рис. 4.4). Кеплер опубликовал свою находку в знаменитой книге «Космографическая тайна» (1596 г.) и там же отметил, что между орбитами Марса и Юпитера существует слишком уж большой промежуток, в котором без труда уместилась бы орбита еще одной планеты.

Нельзя сказать, что геометрическая находка Кеплера привлекла всеобщее внимание: человеку, не обладающему пространственным воображением в той же мере, что и и Кеплер, трудно было уловить найденную им тонкую геометрическую связь и тем более восхититься ею. К тому же в геометрических построениях Кеплера все правильные многогранники были исчерпаны, поэтому его «теория» не давала прогноза для положения неизвестных планет. Да и сам Кеплер вскоре доказал, что орбиты планет - не окружности, а эллипсы, так что простые геометрические аналогии с многогранниками оказались совершенно неуместны. И все же разрыв между орбитами Марса и Юпитера был так велик, что время от времени среди астрономов раздавались призывы поискать там планету.

Спустя полтора столетия после работы Кеплера была сделана значительно более простая и убедительная математическая находка, подтвердившая существование «гармонии сфер» и позволившая прогнозировать орбиты неизвестных планет. В 1766 г. немецкий математик Иоганн Даниель Тициус фон Виттенберг (1729-1797) опубликовал свой перевод книги известного естествоиспытателя Шарля Боне «Созерцание природы». Но Тициус не ограничился переводом текста, а сделал к нему небольшое примечание, причем в очень необычной и скромной форме: он попросту внес свое добавление в основной текст. Смысл этого примечания состоял в следующем: расстояния планет от Солнца подчиняются простому эмпирическому правилу, а точнее говоря - простой числовой последовательности. Если принять расстояние Земли от Солнца за 10 условных единиц, то расстояния остальных планет составят R n = 4 + 3 2″, где n = -∞ для Меркурия и n = 0, 1, 2,... для последующих планет. Табл. 4.1. иллюстрирует это правило. Все расстояния даны в ней в астрономических единицах (а. е.), равных расстоянию Земли от Солнца. Плутон и астероиды вставлены для полноты картины. Оценивая точность формулы Тициуса, нужно иметь в виду, что в то время ни один из астероидов, а также Уран, Нептун и Плутон еще не были открыты.

Таблица 4.1 . К правилу Тициуса - Боде

Таблица показывает, что простая формула Тициуса очень хорошо описывает размеры орбит известных в те годы планет. Но этот замечательный факт вызвал интерес лишь у нескольких специалистов. Имя Тициуса не стало известным.

Шесть лет спустя, в 1772 г., немецкий астроном Иоганн Элерт Боде (1747-1826) опубликовал «Руководство по изучению звездного неба» и включил туда правило Тициуса, пересказав его почти дословно, но не сославшись при этом на первоисточник. В наши дни такой поступок сочли бы недостойным, но в те годы правила научной этики еще только вырабатывались. К чести Иоганна Боде следует заметить, что в последующих изданиях своей книги он отмечал приоритет Тициуса.

Числовая прогрессия планетных орбит глубоко поразила Боде, и он постарался передать свое восхищение читателям «Руководства». Особенно странным казался ему разрыв между Марсом и Юпитером. «Можно ли поверить, что творец Вселенной оставил это место пустым? Конечно, нет!» - писал Боде.

Научный авторитет Иоганна Боде рос год от года. Он прожил долгую и плодотворную жизнь: 40 лет был директором Берлинской обсерватории, открыл несколько комет, опубликовал много интересных книг и прекрасный атлас неба «Уранография». Поэтому стоит ли удивляться, что 1781 год добавил славы именно Боде, а не Тициусу. Как мы помним, в тот год Вильям Гершель открыл новую планету, расстояние которой от Солнца прекрасно - с ошибкой лишь в 2% - вписалось в числовую прогрессию Тициуса, опубликованную в популярном «Руководстве» Боде. Возможно, как раз поэтому Боде стал «крестным отцом» новой планеты: ведь именно он предложил назвать ее Ураном.

Открытие Урана потрясло астрономов, а числовой ряд Тициуса совершенно неожиданно получил новый смысл: он «предсказал» существование неизвестной планеты. После этого Боде приобрел полную уверенность в справедливости «планетной прогрессии» и веру в то, что между Марсом и Юпитером непременно должна быть еще одна планета.

Известный германский астроном (венгерского происхождения) барон Франц Ксавер фон Цах (1754-1832) также был убежден в этом. В качестве главного астронома Австрийской империи он в 1787 г. возглавил строительство обсерватории в Зеберге, близ Готы, и с 1791 г. стал ее директором. Уже не первый год он вынашивал мечту об открытии трансмарсианской планеты, но для этого требовались поиски на огромном пространстве неба, непосильные для одного астронома.

В 1796 г. участники астрономической конференции в Готе по инициативе фон Цаха решили организовать систематический поиск планеты-невидимки в районе зодиакальных созвездий. Но в разрозненной Европе это было непросто. В 1800 г. фон Цах основал журнал «Ежемесячные корреспонденции для покровительства изучению Земли и Неба», вокруг которого объединялось европейское научное сообщество весь XIX век, вплоть до Первой мировой войны. В том же году неутомимый фон Цах предложил схему деления неба на 24 зоны, в которых поиски неизвестной планеты должны вести 24 астронома. Правда, к 1800 г. ему удалось собрать группу лишь из пяти астрономов-энтузиастов. В шутку фон Цах называл свою группу «отрядом небесной полиции», целью которого было «выследить и арестовать беглого подданного Солнца».

Была проведена серьезная подготовка, область зодиакальных созвездий разделили на 24 участка, распределили по ним наблюдателей и подготовили для них карты звездного неба. Но как раз перед тем, как должны были разослать эти карты, вечером 1 января 1801 г. - в первый день XIX столетия - один из этих астрономов, итальянец Джузеппе Пиацци (1746-1826), случайно открыл новую планету между Марсом и Юпитером. (Пиацци был заочно включен в группу поисков неизвестной планеты, но фон Цах даже не успел сообщить ему об этом.)

Днем Пиацци был профессором астрономии Палермского университета на Сицилии, а ночью измерял координаты звезд для своего нового каталога. В тот вечер он проверял одну область неба, ранее недостаточно точно описанную другими астрономами, и при этом отметил в созвездии Овна среди прочих слабую звездочку 8 m , а на следующую ночь обнаружил ее небольшое смещение относительно других звезд. Решив, что им открыта необычная комета (без хвоста и туманной оболочки!), он продолжил наблюдения и 14 января обнаружил, что движение тела сменилось с попятного на прямое. О своем открытии неизвестного блуждающего светила Пиацци написал 23 января астроному Ориани в Милан и на следующий день отправил такое же сообщение Боде в Берлин. Но время в Европе было неспокойное, и письма дошли до адресатов только 5 апреля и 20 марта соответственно.

А к тому моменту Пиацци уже потерял свою находку. Дело в том, что 11 февраля он вынужден был прервать наблюдения в связи с болезнью. А к середине февраля 1801 г. «звездочка» подошла на небе так близко к Солнцу, что совершенно скрылась в его лучах. Имевшихся наблюдений было еще недостаточно для вычисления точной орбиты тела, чтобы прогнозировать его будущее положение среди звезд. Попытки обнаружить новое светило после его предполагаемого появления из-за Солнца оказались безрезультатными. На небосводе около 40 тысяч звезд 8-й величины! Поди узнай, какая из них - та самая.

Выручил молодой немецкий математик Карл Фридрих Гаусс (1777-1855). Как раз накануне он разработал метод вычисления эллиптической орбиты планеты всего по трем наблюдавшимся с Земли ее положениям на небе, а также изобрел мощный метод обработки наблюдений - метод наименьших квадратов. Вооруженный этими математическими орудиями, Гаусс сумел по небольшому числу наблюдательных данных Пиацци вычислить к ноябрю 1801 г. элементы орбиты неизвестного объекта. Оказалось, что потерянная планета движется между орбитами Марса и Юпитера! Гаусс рассчитал и эфемериды находки Пиацци, т. е. ее ожидаемое положение на небе в ближайшие дни.

Следуя указаниям Гаусса, фон Цах на своей обсерватории в Готе заметил подозрительный объект 7 декабря 1801 г., но скверная декабрьская погода, затянувшая небо облаками, не позволила ему подтвердить открытие. Только в последнюю ночь 1801 г., а именно 31 декабря, фон Цах обнаружил наконец «подозрительную звездочку». Она находилась в северо-западной части созвездия Девы, в месте, близком к вычисленному Гауссом. На следующую ночь, ровно через год после первого открытия Пиацци, эту планету обнаружил и немецкий врач Генрих Вильгельм Ольберс (1758-1840), увлеченный астрономией и наблюдавший на собственной обсерватории в Бремене.

По виду объект был неотличим от звезды, и астрономы справедливо заключили, что если это и планета, то очень маленькая. Так оно и оказалось: новое тело, которое Пиацци впоследствии назвал Церерой (по имени богини плодородия и земледелия - покровительницы Сицилии) имеет диаметр около 950 км. Позже в пространстве между Марсом и Юпитером были открыты тысячи других подобных тел, и все они оказались меньше Цереры. Для наземных телескопов такие «малые планеты» неотличимы от звезд. По этой причине Вильям Гершель предложил все эти тела называть астероидами, т. е. «звездообразными». Термин оказался удачным и сохранился до наших дней. А вот от понятия «малые планеты» спустя два столетия отказались.

Но вернемся в начало XIX в. Итак, планета Кеплера найдена! Среднее расстояние Цереры от Солнца, вычисленное Гауссом, составило 2,767 а. е., что очень хорошо согласовалось со значением 2,8 а. е., отвечающим правилу Тициуса и ожиданиям Боде (см. табл. 4.1). Закон планетных расстояний получил новое подтверждение! Теперь его именовали не иначе как «законом Боде». И до сих пор еще у многих авторов мы встречаем его как закон Боде, хотя всем ясно, что это не фундаментальный закон природы, а некое правило, и сформулировал его Тициус, а Боде лишь «продвигал». И несмотря на то, что за прошедшие два столетия астрономия Солнечной системы обогатилась колоссальным числом открытий и новых мощных теорий, до сих пор остается неясным статус правила Тициуса - Боде: есть ли в нем глубокий физический смысл, или это просто математический курьез?

«Закон» Тициуса - Боде почти в такой же степени вводил в заблуждение, как и модель Лапласа. Несмотря на критику этой теории Шмидтом , она, кажется, все еще выглядит священной во всех учебниках. В своей первоначальной формулировке «закон» был приемлем как мнемоническое правило для запоминания расстояний внутренних планет. Он несправедлив для Нептуна и Плутона, и, если бы они были открыты вовремя, этот «закон», по-видимому, никогда не был бы сформулирован. Теперь считается как само собой разумеющееся, что отношение радиусов последовательных орбит должно быть постоянным. Из табл. 2.1.1 очевидно, что, как правило, на деле это не так. Предпринимались попытки найти подобный «закон» для систем спутников. Это оказывается возможным только при постулировании ужасающе большого числа «отсутствующих спутников».

Как будет показано в гл. И, 13, 17, 19 и 21, орбитальные расстояния планет и спутников определяются главным образом захватом сконденсировавшихся пылевых частиц струйными потоками. Из гл. 8 следует, что во многих случаях существенны также резонансные явления. Оба эффекта определяют некоторую регулярность в последовательности тел, и в некоторых границах экспоненциальный закон типа закона Тициуса - Боде может служить хорошим приближением, поскольку значение в некоторых группах является практически постоянным. Но ни в его первоначальной, ни в последующих формулировках этот «закон» не имеет какого-либо более глубокого смысла.

Попытка отыскать количественные соотношения между рядом наблюдаемых величин является важной составной частью научной деятельности, если она рассматривается как первый шаг к открытию физического закона, связывающего эти величины . И хотя число публикаций, посвященных «закону» Тициуса - Боде, все растет, никакой связи между ним и известными физическими законами не выявляется; следовательно, он не обнаруживает научной ценности.

философия пифагорейцы кеплер вселенная

Прямым последователем пифагорейцев может считаться немецкий ученый Иоганн Даниэль Тициус (1729-1796) был таким же многосторонне развитым, как и Пифагор. Он был и математик, и астроном, и физик и даже биолог, классифицировал растения, животных и минералы.

В 1766 году Тициус в примечании к книге, которую он переводил, поделился интересными наблюдениями. Если написать ряд чисел, первое из которых будет 0,4; второе: 0,4+0,3; третье: 0,4+0,3·2; четвертым: 0,4+0,3·4 и т.д., с удвоением для каждого последующего члена этого ряда множителя при 0,3, то полученный ряд чисел почти совпадает со значением средних расстояний от Солнца до планет, если эти расстояния выражены в астрономических единицах.

Однако, серьезный интерес к этой интеллектуальной находке ученые проявили лишь через шесть лет, когда другой немецкий ученый, астроном Иоганн Элерт Боде (1747-1826) опубликовал формулу Тициуса в своей книге 1772 г. и привел некоторые результаты, вытекающие из ее применения. Он так много говорил и писал по этому поводу, что за правилом повсеместно закрепилось название правила Тициуса-Боде.

Но после открытия Гершелем в 1781 г. новой планеты, для которой Боде предложил название Уран, доверие к правилу Тициуса-Боде существенно возросло. Среднее удаление Урана от Солнца составляет 19,2 а.е. и он практически точно попал на восьмое место в ряду Тициуса.

Но если правило верно, то остается пустым пятое место. И в 1976 году ряд европейских астрономов во главе с придворным астрономом герцога Саксен-Кобург-Готского венгром Ксаверием фон Цахом (1754-1832) создали общество («отряд небесной полиции»), поставившее своей целью обнаружить «что-то» на расстоянии, соответствующем порядковому номеру n=3.

Однако открытие было сделано случайно директором сицилийской обсерватории в г. Палермо Джузеппе Пиацци (1746-1826) при составлении им каталога звезд Планету назвали Церерой, но она оказалось слишком маленькой. Вскоре на таком же расстоянии от Солнца были открыты еще множество небольших объектов: Паллада, Юнона, Веста и т.д., которые получили общее название малые планеты или астероиды («звездоподобные»). Так был открыт пояс астероидов, а правило Тициуса-Боде было еще раз подтверждено. Но не все шло так гладко. Серьезный удар по правилу нанесли сначала открытие Нептуна (1846), а позднее - Плутона (1930), планет, которые не вписывались в него.

Математически правило можно записать так:

R n = 0,4 + 0,3·2 n .

Здесь R n - среднее расстояние от Солнца до планеты.

Подставляя значения n для каждой планеты (пропуская Нептун), нетрудно даже в уме найти средний радиус их орбиты (табл. 2).

Однако, правило Тициуса-Боде - это не закон, подобный, например, законам Кеплера или Ньютона, а правило, которое было получено из анализа имеющихся данных о расстояниях планет от Солнцаю. Существует достаточно много различных теорий, претендующих на объяснение зависимости Тициуса-Боде: гравитационная, электромагнитная, небулярная, резонансная, но ни одна из них не может объяснить происхождение геометрической прогрессии для планетных расстояний и в то же время устоять перед всей критикой.

Оно каким-то образом связано с проявлением еще не изученных закономерностей формирования планет Солнечной системы из протопланетного облака Исключение Нептуна пытаются объяснить тем, что он поменял орбиту. Причем одни утверждают, что в момент формирования он располагался ближе к Солнцу - поэтому и плотность у Нептуна больше, чем у других гигантов, другие считают, что он сформировался за орбитой Плутона.

Американский планетолог Харольд Левисон, работая в 2004 году в международной команде исследователей предложил новую модель формирования Солнечной системы, которая получила название модель Ниццы. Модель Ниццы допускает, что планеты-гиганты родились совсем на других орбитах, а затем перемещались в результате их взаимодействия с планетезималями, пока Юпитер и Сатурн, две внутренние планеты-гиганты, не вошли 3,9 млрд. лет тому назад в орбитальный резонанс 1:2, который дестабилизировал всю систему. Гравитационные силы обеих планет сработали тогда в одном направлении. Левисон считает, что это похоже на качели: каждый рассчитанный во времени толчок подбрасывает качели все выше. В случае с Юпитером и Сатурном каждый толчок гравитации растягивал орбиты планет, пока они не приблизились к их современной схеме. Нептун и Уран оказываются на орбитах с большим эксцентриситетом и вторгаются во внешний диск протопланентного вещества, сталкивая десятки тысяч планетезималей с прежде устойчивых орбит. Эти возмущения почти полностью рассеивают исходный диск из каменных и ледяных планетезималей: из него удаляется 99% его массы. Так началась катастрофа. Астероиды поменяли свои траектории и направились к Солнцу. Тысячи из них врезались в планеты внутренней Солнечной системы. Наконец, большие полуоси орбит планет-гигантов достигают своих современных значений, и динамическое трение с остатками диска планетезималей уменьшает их эксцентриситет и вновь делает орбиты Урана и Нептуна круговыми.Теория Ниццы объясняет позднюю тяжёлую бомбардировку и отвечает на вопрос почему все лунные кратеры образовались практически одновременно 3,9 млрд. лет тому назад. Если бы масса Сатурна была несколько большей, порядка массы Юпитера, то как показывают расчеты, планеты земной группы были бы поглощены газовыми гигантами.

Кроме того оказалось, что это правило применимо и к другим планетным системам. Такое заявление сделали мексиканские ученые, изучая звездную систему 55 Рака. По мнению ксиканских астрономов, тот факт, что правило Тициуса-Боде выполняется в 55 Рака, показывает, что эта закономерность не является случайным свойством, присущим только Солнечной системе.

В чем же смысл правила Тициуса-Боде,? В том, что существует выделенная орбита, орбита Меркурия, которая обозначает начало отсчета, нижнюю границу планетарной системы, начало координат с пометкой "0". Орбита, расстояния от которой до каждой из орбит по которым вращаются планеты Солнечной системы (движущиеся в первом приближении по окружностям), есть члены геометрической прогрессии со знаменателем два. Исключение составляет Нептун, однако вычисленная по этому же закону восьмая орбита тоже не пустует и занята карликовой планетой Плутон. Важно понимать следующее: правило Тициуса-Боде выполняется с хорошей точностью несмотря на огромный разброс (в четыре порядка) планет по массе. При этом планеты выстраиваются на своих орбитах по закону геометрической прогрессии ориентируясь не на Солнце и не на Юпитер, а на Меркурий, самую маленькую планету, масса которой ничтожно мала в сравнении с Юпитером (в шесть тысяч раз меньше). Цели, которые при этом преследовал неведомый проектировщик и строитель остаются неизвестными.

Таковы были попытки пифагорейцев построить гармоничный космос. Как и пифагорейцы, космология "считывает", определяет всю Вселенную числом, обрисовывает ее механизмы и действия формулами, а математика - язык науки. Поиски продолжаются.

И (средние радиусы орбит). Правило было предложено И. Д. Тициусом в г. и получило известность благодаря работам в г.

Правило формулируется следующим образом.

К каждому элементу последовательности D i = 0, 3, 6, 12, … прибавляется 4, затем результат делится на 10. Полученное число считается радиусом в . То есть,

Последовательность D i - , кроме первого числа. То есть, D_{-1} = 0; D_i = 3 \cdot 2^i, i >= 0

Эту же формулу можно записать по-другому:

где k = 0, 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128 (т.е. первое число - ноль, а следующие - степени числа 2).

Встречается, также, другая формулировка:

Результаты вычислений приведены в таблице. Видно, что в закономерность попадает и , а , наоборот, из закономерности выпадает, причём его место странным образом занимает , который многими вообще не рассматривается как планета.

Когда Тициус впервые сформулировал это правило, ему удовлетворяли все известные в то время планеты (от Меркутия до Сатурна), имелся лишь пропуск на месте пятой планеты. Тем не менее, правило не привлекло большого внимания, до тех пор, пока в году не был открыт Уран, который почти точно лёг на предсказанную последовательность. После этого Боде призвал начать поиски недостающей планеты между Марсом и Юпитером. Именно в том месте, где должна была располагаться эта планета была обнаружена . Это вызвало большое доверие к правилу Тициуса - Боде среди астрономов, которое сохранялось до открытия Нептуна. Когда выяснилось, что кроме Цереры, примерно на том же расстоянии от Солнца находится множество тел, формирующих пояс астероидов, была выдвинута гипотеза, что они образовались в результате разрушения планеты (), которая реньше находилась на этой орбите. Эта гипотеза появилась во многом благодаря доверию к правилу Тициуса - Боде.

Правило не имеет достоверного физического объяснения по сегодняшний день (2005). Наиболее вероятное объяснение, кроме предположения о простом совпадении, заключается в следующем. На стадии формирования Солнечной системы, в результате гравитационных возмущений вызванных протопланетами, формировалась регулярная структура из чередующихся областей, в которых могли или не могли существовать стабильные орбиты.

Две планеты Солнечной системы - Юпитер и Уран - имеют систему спутников, которые, возможно, сформировались в результате таких же процессов, как и в случае самих планет. Эти системы спутников образуют регулярные структуры, которые, правда, не подчиняются правилу Тициуса - Боде.