پیدایش منظومه شمسی

● نظریه انفجار بزرگ

بیگ بنگ یکی از نظریات خلقت عالم است که اوایل قرن بیستم میلادی توسط دو اخترشناس ارائه شد. بنا به عقیده آنها، ذراتی از ماده خورشید، در اثر برخورد نزدیک یک ستاره دیگر بیرون ریخته است. بعدا این ذرات به همدیگر پیوسته و اجرام بزرگی را تشکیل می دهند که از این اجرام بزرگ، سیاره ها به وجود آمده اند. طبق نظریه انفجار بزرگ یا بیگ بنگ عالم در اثر یک انفجار بزرگ به وجود آمده و دائما در حال گسترش است. چنانچه ضریب چگالی عالم کمتر از یک باشد، روزی این گسترش متوقف خواهد شد و عالم به سمت داخل فروریزش خواهد نمود، اما از آنجایی که ضریب چگالی عالم، طبق آخرین برآوردها حدود یک تخمین زده شده است، پیش بینی می شود، شتاب دور شدن اجزای عالم از یکدیگر، زمانی متوقف گردد و عالم به حالت پایداری برسد. 

● فرضیه کانت - لاپلاس

نظریه مهم دیگر در سال ۱۷۵۵ میلادی (۱۱۳۴ شمسی) به وسیله فیلسوف آلمانی، امانوئل کانت، مطرح شد. نظر کانت به عقیده قابل قبول امروزی شبیه است. بر طبق آن، منظومه شمسی از یک ابر گاز و غبار در حال چرخش، شکل گرفته است. نظر کانت به وسیله ریاضیدان فرانسوی به نام پی یر دو لاپلاس بسط داده شد. فرضیه کانت - لاپلاس، یک ابر بسیار بزرگ از گازهای داغ را ترسیم می کند که به دور محور خود می چرخد. کانت و لاپلاس، این ابر بزرگ را سحابی نامیده اند. سرد شدن گاز سحابی، باعث انقباض آن می شود. در این ضمن، با انقباض جرم اصلی، حلقه هایی از گاز در اطراف آن باقی می مانند. این جرم اصلی همان خورشید است. حلقه ها، در اثر نیروی گریز از مرکز (نیرویی است که اجسام در حال چرخش را به طرف بیرون از مرکز چرخش می راند.) از مرکز دور می شوند. بنابراین فرضیه، حلقه های جدا از هم، منقبض شده و سیاره ها را بوجود آورده اند. دانشمندان در درستی این نظر تردید دارند، چرا که گازهای داغ گرایشی به انقباض ندارند، بلکه در فضا گسترش می یابند.

● نظریه جدید ابرغبار

فیزیکدان آلمانی کارل فون وایتسزیکر بنیاد اصلی تئوری جدید ابر غبار را پیشنهاد کرد. بعد از آن اخترشناس آمریکایی به نام جرارد کویپر نظر وایتسزیکر را به صورت تئوری جدید منشأ منظومه شمسی تکمیل کرد. سیارات منظومه شمسی، از همان گاز و غباری شکل گرفته اند که خورشید از آن پدید آمده است. ابر بزرگ با گردش خود در فضا به بخش های کوچک تری تقسیم شده است. ذرات موجود در این بخش ها، همدیگر را جذب کرده اند و سرانجام سیاره ها را بوجود آورده اند. بیشتر مواد ابر اصلی در اثر تابش خورشید از آن دور شده اند، ولی پیش از آنکه خورشید، حالت ستاره به خود گیرد، اندازه سیاره ها به حدی رسیده بود که می توانستند در مداری به دور آن باقی بمانند یا گردش کنند.

دانشمندان عمر جهان را حدود ۱۴ میلیارد سال و عمر منظومه شمسی را حدود ۴ تا ۵. ۴ میلیارد سال تخمین می زنند. از این روست که میتوان منظومه شمسی را در مقایسه با سن جهان، جوان نامید. خورشید ما کمی بیش از چهار و نیم میلیارد سال پیش تشکیل شده است. خورشید نیز مثل هر ستاره دیگری در جهان به شکل توده در هم پیچیده ای از ابرهای گازی که عمدتا از هیدروژن و هلیم تشکیل شده بود به وجود آمده اما خرده ریزه هایی که از انفجار سایر ستاره ها باقی مانده بودند، غبارهای بسیار ریز کیهانی که از عناصر سنگین تر همانند کربن، اکسیژن، آلومینیوم، کلسیم و آهن تشکیل شده بودند، نیز در سرتاسر این ابرها پراکنده بودند. این ذرات گرد و غبار که حتی از ذرات غباری که لبه پنجره می نشیند، کوچک تر است، به عنوان نقاط تجمع در سحابی خورشیدی عمل می کند. سایر موارد از جمله یخ، دی اکسید کربن منجمد، دور این نقاط گردهم می آیند و بدین ترتیب این ذرات کم کم بزرگ و بزرگ تر شده و به اجرامی به اندازه یک دانه شن، یک صخره و نهایتا یک تخته سنگ تبدیل می شوند. طی چند میلیون سال، تریلیون ها تریلیون قطعه یخی، سنگ ریزه و اجرام فلزی در اطراف خورشید جوان گردهم می آیند. طی ربع میلیارد سال بعد بسیاری از این اجسام در یکدیگر ادغام شده و بدین شکل سیارات بزرگ، اقمار، سیارک ها و اجرام موجود در کمربند کوئیپر به وجود می آیند.

حدود ۴ تا ۵ میلیارد سال پیش، در نزدیکی این سحابی، توده غبار و گاز که در گوشه ای از کهکشان راه شیری قرار داشته، ستاره بزرگی که حدودا ۳ برابر خورشید بوده، روزهای پایانی عمر خود را می گذرانده است. زمانی که عمر این ستاره نسل اولی به پایان رسیده، به دلیل جرم و ابعاد بزرگش، فوران بزرگی از انرژی و ماده از دل او بیرون زد. انرژی فراوان این ستاره، سحابی ما را به شدت به دوران واداشته و همچنین حجم زیادی مواد سنگین نظیر آهن، به داخل سحابی تزریق نمود. چرخش سحابی به دور مواد تزریق شده به داخل آن، باعث فروریزش مولکولهای گاز و افزایش فشار درونی سحابی گردید. صدها میلیون سال طول کشید تا مواد سنگین تزریق شده به سحابی از مرکز چرخش خارج شدند و سحابی آن قدر در خود ریزش نمود که در مرکز آن شرایط لازم برای اولین هم جوشی هسته ای پدیدار شد. شروع فعالیت هسته ای در قلب سحابی فشرده شده، نوید تولد ستاره ای تازه بود که بعدها خورشید نام گرفت. سیارات تقریبا اجرام کروی، جامد و بزرگی هستند که به دور خورشید می گردند.

چنانچه در زمان شکل گیری منظومه شمسی، ستاره پیر در حال مرگ، افزون بر اهدای انرژی فراوان به صورت های مختلف، مقادیری عناصر سنگین، مانند آهن، کربن و هلیم نیز به سحابی جدید تزریق کرد. این عناصر سنگین، در زمان شکل گیری منظومه شمسی، هنگامی که هنوز خورشید رسما متولد نشده بود، آرام آرام از هسته مرکزی رانده شدند و با افزایش چگالی سحابی، سیستم به پایداری بیشتری می رسید که عناصر سنگینتر، نزدیکتر و عناصر سبک تر، دورتر از هسته مرکزی قرار گرفتند. پس از میلیون ها سال، از ترکیب این عناصر اجسام واحدی تشکیل شد. اجسام تشکیل شده علاوه بر اینکه به دور ستاره جوان می چرخیدند، شروع به چرخش حول خود نیز نمودند. ستاره ها و سیاره های بزرگ که از تراکم گازها و غبارهای میان ستاره ای ایجاد شدند به علت آن نیروی جاذبه موجود بین ذرات منفرد و نیروی گرانش مرکز اجسام، تمامی آنها شکل کروی به خود گرفتند. چرا که پدیده های تراکمی الزاما کروی هستند. هر چند شکل زمین کمی از کرویت انحنا داشته و قرص مشتری در قطبین فشرده است. پس از گذشت سال ها، سطح بعضی از آنها که از عناصر سنگینتری تشکیل شده بودند، سرد و سخت شد و سیستم مداری شان به حالت پایداری رسید. سیارات، قمرهای آنها، خرده سیارات، دنباله دارها و سنگ ها و غبارهای آسمانی اجرام غیر ستاره ای تشکیل دهنده منظومه شمسی هستند. چنین نتیجه گیری می شود که منظومه های سیاره ای از نمودهای نادر جهان به شمار می رود و خورشید ما خوشبخت است که یکی از چنین منظومه ها را همراه خود دارد.

ولی با فرض اینکه تشکیل سیارات مربوط به اوایل تکامل جهان و هنگامی باشد که هنوز خود ستاره ها ساخته شده بودند، همه ابهامات از میان برداشته می شود. اجسام منظومه شمسی عمدتا به دو گروه با چگالی بالا که در نزدیکی خورشید قرار دارند و با چگالی پایین که دورتر از خورشید واقع شده اند، تقسیم می شوند. روی همین اصل سیارات منظومه شمسی را به دو گروه زمین مانند و مشتری مانند تقسیم می کنند. سیاره های زمین مانند که به ترتیب فاصله از خورشید عبارتند از عطارد، زهره، زمین و مریخ همگی چگالی بالا و سطح سخت و صخره ایی دارند. غیر از عطارد بقیه این سیارات جو نیز دارند. سیاره های مشتری مانند که به ترتیب عبارتند از مشتری، زحل، اورانوس و نپتون، همگی نسبت به زمین، سیاراتی بزرگ هستند و عمدتا از گاز تشکیل شده اند ولی بعضی از آنها هسته های جامد هم دارند. این سیارات را همچنین به نام غول های گازی نیز می شناسند. سیارات منظومه شمسی بزرگ ترین آنها به نام مشتری است که جرمی معادل یک هزارم جرم خورشید را دارد، در صورتی که مجموعه جرم اعضای خانواده خورشید فقط کمی بیشتر از یک دهم درصد جرم خود خورشید است. تا بحال سیستم سیاره ای نظیر آنچه به خورشید مربوط است کشف نشده است. سیارات، اجرام سماوی سرد بوده و انعکاس نور خورشید باعث مرئی شدن آنها می گردد. بعضی از آنها را با چشم غیر مسلح می توان رویت کرد ولی سه سیاره اورانوس، نپتون و سیاره پلوتو را بدون تلسکوپ نمی توان رویت کرد. در مورد تشخیص سیارات از ستارگان در آسمان شب می توان گفت که سیارات با نور پایدار می درخشند، ولی نور ستارگان هم از لحاظ رنگ و هم از لحاظ روشنایی به شدت تغییر می کند. سیارات در آسمان حرکت کرده و محل آنها تغییر می کند، ولی ستارگان نسبت به هم دارای مکانهای تقریبا ثابتی هستند.

به علت زیادی جرم خورشید، تمامی سیارات، سیارکها، ستارگان دنباله دار و شهاب ها با تقریب زیاد، حول خورشید حرکت می کنند و به طور جداگانه به سمت خورشید جذب می شوند. مدار هر کدام از آنها به شکل بیضی هایی با اندازه های متفاوتند که خورشید در کانون این بیضی ها واقع شده است. در مورد تمام حالت سیارات، خروج از مرکز آنها کوچک بوده و از ۰. ۱ تجاوز نمی کند و به غیر از مدارهای سیاره های عطارد و سیاره پلوتو که برای آن دو مقدار خروج از مرکز به ترتیب ۵. ۲۰۶ و ۵. ۲۵۰ است. کره ماه که تنها قمر طبیعی زمین است، که پوشیده از سنگ بوده و قطرش یک چهارم قطر زمین می باشد. ماه، نوری از خود ندارد اما نور خورشید را منعکس کرده و قابل رویت می شود. کره ماه پوشیده از غبار بوده، آب و حیات در آن یافت نمی شوند. به خاطر جاذبه بسیار ضعیفش نمی تواند ذرات گاز را نگه دارد و بنابراین فاقد جو است. در سطح ماه هزاران گودال شهاب سنگی وجود دارند که گدازه آتشفشانی در بعضی از این گودالهای بزرگ تراوش کرده و باعث تشکیل دریا (ماریا) در سطح ماه شده است. چنین به نظر می رسد که ماه پیش از تشکیل، پوسته ای به حالت مذاب داشته است.
   
منبع:روزنامه تهران امروز