Історія гіпотез формування та еволюції Сонячної системи почалася з Коперніканської революції. Перше зафіксоване використання терміну «Сонячна система» датується 1704 роком. З XVII століття філософи та вчені формулювали гіпотези про походження Сонячної системи й Місяця та намагалися передбачити, як Сонячна система змінюватиметься в майбутньому. Рене Декарт був першим, хто висунув гіпотезу про утворення Сонячної системи. У XVIII столітті до дискусії приєдналося більше вчених, заклавши основи пізніших гіпотез на цю тему. Пізніше, особливо у двадцятому столітті, почали формуватися різноманітні гіпотези, включно з загальноприйнятою нині небулярною гіпотезою.

Тим часом гіпотези, що пояснюють еволюцію Сонця, виникли у дев'ятнадцятому столітті, особливо коли вчені почали розуміти, як працюють зорі загалом. Гіпотези про походження Місяця розвивалися століттями, але місія «Аполлон» у середині XX століття довела хибність всіх популярних на той час гіпотез. Після «Аполлона», у 1984 році, була складена гіпотеза гігантського удару, яка замінила спростовану модель подвійної акреції як найпоширенішого пояснення формування Місяця.

Історія гіпотез Про історію виникнення Сонячної системи, походження зірок, Сонця і Землі з давніх часів створювалося багато теорій.

Відкриття Ньютоном у XVII столітті закону всесвітнього тяжіння лежить в основі головних ідей перших еволюційних космогонічних гіпотез Канта, Гершеля, Лапласа. Їхній сенс полягав у поступовій зміні матерії, безперервній еволюції космічних утворень шляхом їхнього ущільнення й провідної ролі в цьому процесі сил гравітації.

Вже у V столітті до нової ери проблемою утворення Сонячної системи цікавився Гераклід Понтійський. З найдавніших теорій походження Сонячної системи відомо вчення Рене Декарта 1644 року. Його космогонічна гіпотеза — теорія вихорів — протягом певного часу конкурувала з теорією всесвітнього тяжіння. Він вважав, що Сонце, як і інші зорі, оточене ефірною речовиною, яка розповсюджується на великі відстані у всіх напрямках. Обертаючись, Сонце спричинює обертальний рух прилеглих областей цієї речовини, потім вони, зі свого боку, передають його наступним областям, так що, нарешті, вся маса приходить в обертання. У цьому ефірному вихорі мчать навколо Сонця планети. Проте Декарт не зміг сформулювати закони планетних рухів, тому його гіпотеза не отримала подальшого розвитку. Тільки з другої половини XVIII століття пропонуються еволюційні космогонічні гіпотези такими вченими, як Бюффон, Кант, Лаплас, Рош, Мейер, Лоньер, Бікертон.

На рубежі XIX і XX століть велике поширення отримала припливна гіпотеза. Так, американці Т. Чемберлен у 1901 році й Ф. Мультон у 1905 році висунули концепцію про зустріч Сонця із зорею, що викликала припливний викид речовини Сонця, відому під назвою «теорія зустрічі» або планетезимальна гіпотеза. Відповідно до неї Сонце спочатку являло собою поодиноку зорю — первинне Сонце. Пізніше під дією сил тяжіння якоїсь великої зорі, що проходила поруч, частина його речовини відокремилась від нього. Потім розсіяна речовина консолідувалася в планетезималі. Речовина, обертаючись навколо Сонця, мабуть, концентрувалася в декількох точках, утворивши планети.

Перший вчений, який після Лапласа розглядав планети як результат утворення зорі (Сонця), був Бікерланд. У 1912 році Бікерланд на основі дискретності орбіт супутників Сонця припустив, що іони, викинуті Сонцем, утворили кільця в магнітному полі Сонця. Враховуючи особливості розподілу моментів кількості руху в Сонячній системі, Г. Арреніус в 1913 році висунув теорію про пряме зіткнення Сонця із зорею, в результаті якого залишилися Сонце і довге волокно, яке обертаючись, розпалося на частини і поклало початок планетам. В основу своєї концепції вчений поклав знову-таки випадковий чинник, що не враховує закономірності, що простежуються в будові сонячної системи. Схожою на теорію Арреніуса була проголошена в 1916 році Джеффрісом ідея про ковзне зіткнення Сонця із зорею, що призвело до утворення довгого волокна, яке розпалося на частини.

У 1916 році була висунута популярна свого часу теорія Джеймса Джинса — англійського фізика, який вивчав склад газів. Він вважав розміри й масу Сонця постійними незмінними величинами, так само як і сили його обертання. Його ідея полягала в частковій участі Сонця у формуванні системи планет під дією двох обертових зірок: Сонця і його «випадкової» сусідки. Отже, за теорією Чемберлена — Мультона, Джинс припускав зустріч первинного Сонця і якоїсь зорі. Однак в іншому його пояснення істотно відрізняються від положення Чемберлена і Мультона. За Джинсом найпотужніше відділення речовини під час проходження зірки біля Сонця мало відбутися у напрямку лінії найкоротшої відстані між двома тілами. Далі речовина, що відокремилося від сонячної атмосфери, мала утворити масу сигароподібної форми зі значним зосередженням матеріалу в центральній частині. Найвіддаленіша від Сонця частина маси, що складалася головним чином із зовнішньої речовини Сонця, повинна була мати малу густину, у той час як ближня до Сонця частина переважно складалася з речовини, що добута з глибших зон Сонця, і повинна була мати вищу густину. Передбачалося, що пізніше сигароподібна маса розділилася на дрібніші маси, що сконденсувалися й утворили відповідні планети. Так гіпотетично пояснюється приуроченість до середньої частини системи двох найбільших планет — Юпітера й Сатурна, а також і вища густина речовини внутрішніх планет у порівнянні з зовнішніми. У цій своїй здогадці Джинс інтуїтивно передбачив роль сонячних зон зоряної трансформації, що переміщуються вглиб зірки і за послідовного скидання оболонок дають щільнішу речовину для формування планет. Джинс також був дуже близький до розв'язання проблеми про перетікання речовини в системі тісної подвійної зірки, що не є випадковим утворенням.

Гіпотеза Джинса була дещо видозмінена Джеффрісом, який дав геофізичне та геохімічне обґрунтування уявлень про проходження всіх планет у минулому через рідинну стадію розвитку. Одним із критиків гіпотези Джинса і Джеффріса був Рессел (1935 рік), який стверджував, що концепція Джинса не може пояснити наявних розмірів Сонячної системи й, особливо, кутову швидкість Сонця.

У 1942 році Г. Альфвен висловив гіпотезу, згідно з якою Сонце наштовхнулося на міжзоряну хмару газу, атоми якого, падаючи на Сонце, іонізувались і стали рухатися по орбітах, що відповідають магнітному полю Сонця. Іонізовані атоми рухалися вздовж ліній магнітного поля Сонця і надходили в певні місця рівноваги екваторіальної площини. У тому разі, коли атоми відчували прискорення в бік Сонця з певними швидкостями та іонізовані на певних відстанях від Сонця, математичний розрахунок показав, що кінцевий розподіл щільності іонів повинен відповідати розташуванню зовнішніх планет. Теорія Альвена цікава, але вважається, що вона не може пояснити виникнення внутрішніх планет. Крім того, можливість зустрічі Сонця з газовою хмарою розглядається як малоймовірна

Як продовження гіпотези Альвена в 1943 році радянський математик і фізик О. Шмідт висунув «метеоритну теорію». Відповідно до цієї широко відомої теорії Сонце зустріло й захопило космічну туманність міжзоряних частинок, з яких у результаті зіткнень утворилися планети. Він виходив із передумов двох невирішених питань: «де ж знайшлася у Сонця сила, щоб так далеко відкинути майбутню Землю, і де ця зірка, що проходила повз?». І це питання Шмідт ставив не випадково. Він ніяк не припускав, що цією зіркою був двійник Сонця, нині згаслий і тому не проявляє властивостей зірки. Дотримуючись теорій Канта, Шмідт узяв за основу нескінченні скупчення холодного космічного пилу, який утворював безформні згустки газопилових речовин. Кожен згусток поступово зростав, вбираючи в себе інші уламки і маленькі частинки з міжзоряної туманності, що падали на його поверхню. Шмідт вважав, що лише пізніше почалося коливання й обертання Землі, а також частковий розігрів і розплавлення гірських порід завдяки розпаду радіоактивних елементів. Цікаво, що радіоактивному розпаду елементів Шмідт приписав певну роль у походженні планети, але не приділив ніякої уваги ядерному синтезу її речовини, тобто розглядав якісний склад космічних тіл, які цілком утворилися, а не в поступовому розвитку.

Отже, за Шмідтом планети народилися не з самого Сонця, в чому він мав рацію тільки частково. За наявності високого рівня математичного обґрунтування космогонічна теорія Шмідта повністю оминає питання якісного розвитку матерії.

Думка вчених знову повернулася до ідеї подвійної зорі Сонця, коли Фред Гойл у 1944 році припустив, що другий компонент подвійної зорі став надновою, яка скинула газову оболонку і припинила існування. Хойл створив теорію походження Сонячної системи, з огляду на уявлення Літтлтона про подвійну зірку. За Хойлом Сонце належало до групи подвійних зір, причому друга зоря, ймовірно, була більшою за Сонце. Маса другої зорі була настільки велика, що високе споживання водню, яке є джерелом енергії зір, призвело до виснаження його запасів за дуже короткий проміжок часу. У результаті для збереження внутрішньої рівноваги тіла і випромінюваної енергії велика зоря почала стискатися. Скорочення зорі викликало підвищення її внутрішньої температури і швидкості обертання, поки нарешті не було досягнуто стану такої нестійкості, за якого стався вибух за типом наднової. У результаті такого вибуху зоря мала би швидко зруйнуватися, вивергаючи свою речовину. За високих температур, що виникли, гелій у центральній частині зони вибуху повинен був перетворитися у важчі елементи.

У будь-якому випадку внаслідок вибуху наднової зорі виник колосальний газовий об'єм або пилова хмара, яка повинна було залишитися близько Сонця, утворивши мантію. Ця хмара повинна була поступово охолоджуватися, внаслідок чого відбувалася конденсація, і частки пилу концентрувалися на місці сучасних планет. Помилка Хойла та інших дослідників була в тому, що вони вважали, що Сонце — це «постійна» зоря, яка має бути вічною.

Серед 20 найвидатніших дослідників космосу повністю заперечували роль Сонця в утворенні Сонячної системи: Декарт, Кант, Шмідт, частково заперечували роль Сонця Альфвен і Уіппл. Припускали формування Сонячної системи тільки шляхом еволюції Сонця: Лаплас, Бікерланд, Берлаге, Фесенков, Вейцзекер, Койпер. Багато хто був не таким далеким від істини, припускаючи тісну взаємодію Сонця з іншою зорею: це Арреніус, Чемберлен, Мультона, Бікертон, Джеффріс, Рессел, Хойл.

Примітки