لینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب*
فرمت فایل:Word (قابل ویرایش و آماده پرینت)
تعداد صفحه: 109
کلیاتی پیرامون منظومه شمسی
پیدایش منظومه شمسی:
در مورد نحوه منظومه شمسی نظریات زیادی ارائه شده است. فرضیاتی مانند نظریه برخورد نزدیک، فرضیه کانت- لاپلاس و نظریه ابر غبار از جمله آن نظریات در مقوله زیر به آنها اشاره می شود.
نظریه برخورد نزدیک
تاکنون نظریات زیادی در مورد منشأ منظومه شمسی و زمین ارائه شده است، در میان آنها، دو نظر اساسی وجود دارد. اولی فرضیه برخورد نزدیک نام گرفته است. بر این پایه که سیاره ها، از مولد جدا شده از خورشید، تشکیل شده اند. بر طبق آن، کشش گرانشی یک ستاره یا دنباله دار به حدی بوده است که هنگام عبور از کنار خورشید مقداری از ماده آن را بیرون کشیده است. درواقع زمین ما عضوی از خانواده خورشید است.
در اوایل قرن بیستم میلادی دو اختر شناس امریکای نظریه برخورد نزدیک را ارائه دادند که بنا به عقیده آنها، ذراتی از ماده خورشید در اثر برخورد نزدیک ی ستاره دیگر بیرون ریخته است. بعداً این ذرات به همدیگر پیوسته و اجرام بزرگی را تشکیل می دهند که از این اجرام بزرگ سیاره ها به وجود آمده اند.
فرضیه سحابی:
نظریه مهم دیگر در سال 1755 میلادی (1134 شمسی) به وسیله فیلسوف آلمانی، امانونل کانت، مطح 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 پیر دولاپلاس 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.
لاپلاس، خورشید که در حال کوچک شدن بود از خود حلقه هایی از گاز بر جای گذاشته و هر کدام از این حلقه ها به صورت سیاره ای منقبض گردید نگاره (6). به این ترتیب هر سیاره در هنگام چرخش، یک سحابی چرخان کوچک بوده که در آن خانواده اش یعنی قمرها به وجود آمدند.
فرضیه سحابی اصلی این واقعیت را توضیح می دهد که سیارات و قمرهایشان در صفحه های که منطق با خط استوا است حول خورشید می چرخند. نظم موجود در این الگوها که تصادفی نیز نمی تواند باشد، نتیجه چرخش طبیعی در یک سحابی است که از گاز و گرد و غبار تشکیل شده است.
سؤالات مطرح شده به وسیله فرضیه اصلی
فرضیه سحابی اصلی محدوده زیادی از علم نجوم را به وسیله ترکیب مراحل فیزیکی جدید در خلقت جهان به عنوان تئوری مبدأ قوت داده است. اما به نوبه خود نیز مشکلاتی را به وجود آورده و سؤالات زیادی را بدون جواب گذارده است. برای جواب به این سؤالات، منجماناینتئوری را به طور مؤثری اصلاح نمودند.
یک تئوری موفق می بایست به یک سری از سؤالات پاسخگو باشد.
تفسیر جدیدی از فرضیه سحابی:
چنان چه دقت کنیم خواهیم دید که تفسیرهای جدید از فرضیه سحابی با برداشت های اوله آن کاملاً متفاوت است. منجمان هنوز به توافقی که تمام جزئیات را در بر داشته باشد، نرسیده اند، اما محاسبات جدید نشان می دهد که این تئوری، الگویی رصد شده از ساختار سیارات را توضیح می دهد.
الف) چرخش و محیط اطراف سحابی
وقتی یک ستاره شکل می گرید چرخش گازای اصلی به آرامی به سمت پائین است. البته در این مسیر ممکن است توسط عایقهای مغناطیسی اتفاقی رخ دهد. میدان مغناطیسی در بین ستارگان به صورت موجی در آمده و در مواد بین ستاره ای پخش می شوند مولکول های توده های غول پیکر احتمال محدوده مغناطیسی داشته و اگر این گاز هادی جریان الکتریکی باشد می تواند میدان مغناطیسی را به صورت چرخشی حمل نماید. در طول مراحل اولیه، این گاز احتمالاً خیلی سرد شده و نمی تواند به اندازه کافی جریان الکتریسته برای میدان مغناطیسی تولید کند. وقتی که چگالش پیشرفت کند، مناطق درونی گرم شده و گاز به صورت یک میدان الکتریکی در می آید. حال میدان مغناطیسی فعال شبیه به یک سیم های قابل ارتجاع شده و این بندا با همدیگر فضای مختلفی از سحابی را تشکیل خواهد داد. نواحی داخلی سریعتر حرکت کرده و میدان مغناطیسی به حرکت آرام نواحی خارجی سحابی سرعت می بخشد. در نتیجه نواحی خارجی به دور خود چرخیده و میدان مغناطیسی مقداری ازاین چرخش را از قسمت داخلی به بیرون هدایت می کند. نگاره (7)
نگاره (7): عایق های مغناطیسی:
تصاویر فوق و پهلویی دیسک های یونیزه شده که در مرکز خورشید به وسیله میدان مغناطیسی مربوط می باشد را نشان می دهد. این چرخش آرام حلقه ها را یونیزه کرده و چرخش سریع خورشید، میدان مغناطیسی خورشید را به صورت مارپیچی تاب می دهد. بدین وسیله یک عایق مغناطیسی در چرخش خورشید به وجود می آید و حرکت زاویهای را از خورشید به دیسک های بین سیاره ای منتقل می کند.
علاوه بر میدان مغناطیسی، جریان مخالفی از گازهای شبیه به حباب وجود دارد که گرمای زیادی را به طرف بیرون حمل می نماید بعضی اوقات جریانات خالف سردی در قسمت مرکزی این دیسک ها فرو خواهد رفت. این تکان های آشفته گرما را از داخل سحابی حمل کرده و در از هم پاشیدگی ان کمک می نماید. آنها همچنین از اصطکاک درونی به وسیله حمل نیروی حرکت آنی از یک قسمت گاز به قسمت دیگر پیروی می کنند، این اصطکاک چرخش آرام نواحی داخلی را حفظ کرده و در نواحی خارجی نیز سرعت می گیرد.
وقتی این مناطق خارجی تحت نیروی گریز از مرکز بیشتری قرار می گیرند، آنها حرکت های بعدی را به بیرون متمایل کرده و سحابی ها در یک دیسک گسترده می شوند.
یافته های اخیر از مناطق شکل گیری ستارگان این مطلب را آشکار می کند که انرژی در دو جهت مخالف جاری شده و به عنوان شکلی از نیروی مغناطیسی مانع از این می شود که اصطکاک آشفته و جرم این طغیان به تدریج در مسیر چرخش از هسته حمل شود و در نتیجه یک سحابی را به وسیله چرخش آرام هسته تولید می کند. هسته به توسط دیسک های محاصره می شد که با سرعت زیاد می چرخند و با کشش جاذبه ای هسته معین می گردند.
نظریه جدید ابر غبار
فیزیکدان آلمانی کارلف فون و اینتسزیکر بنیاد اصلی تئوری جدید ابر غبار را پیشنهاد کرد. بعد از آن اختر شناس آمریکایی به نام جرارد کویپر نظر وایتسزیکر را به صورت تئوری جدید منشأ منظومه شمسی تکمیل کرد. سیاراتمنظومه 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 کوچکتری تقسیم شده است.
ذرات موجود در این بخش ها، همدیگر را جذب کرده اند و سرانجام سیاره ها را به وجود 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 ان باقی بمانند یا گردش کنند.
شکل گیری منظومه شمسی
منظومه شمسی یک ساختار منظم را بر حسب خواص فیزیکی اش نشان می دهد، بطوری که اگر از بالای قطب شمال خورشید دیده شود، منظومه شمسی قواعد زیر را پیدا می کند:
- سیارات در خلاف جهت عقربه های ساعت در اطراف خورشید می گردند، خورشی نیز در همان جهت به دور خود می چرخد.
- به استثنای عطارد و پلوتو، اکثر سیارات دارای صفحات مداری هستند که فقط بطور جزئی با صفحه دایرت البروج شیب دارند، مدارها تقریباً هم صفحه هستند.
- به استثنای عطارد و پلوتو، سیارات در مدارهایی کمی گردند که خیلی به دایره نزدیک هستند.
- به استثنای زهره و اورانوس، سیارات در خلاف جهت عقربه های ساعت (یعنی در همان جهت حرکت مداریشان) به دور خود می چرخند.
- اکثر قمرها در همان جهتی که سیارات مادرشان به دور خود می چرخند و در نزدیکی صفحات استوایی سیارات قرار دارند.
- ستاره های دنباله دار با دوره تناوب طولانی، مدارهایی دارند که از همه جهات و زوایا می آیند، بر خلاف مدارهای هم صفحه سیارات، اقمار، سیارک ها و ستاره های دنباله دار با دوره تناوب کوتاه.
- سه عدد از سیارات مشتری گون شناخته شده اند که دارای حلقه هستند.
شکل گیری منظومه شمسی از دید شیمی
تشکیل یک سیاره مستلزم یک فرآیند چند مرحله ای است، اولاً دانه های جامد متعلق به سحابی خورشید متراکم می شوند. ثانیاً این ذرات با هم یکی شده و اجرام آسمانی بزرگ به نام ریز سیارات را شکل می دهند که سپس تصادم کرده و برای تشکیل پیش سیارات با هم یکی می شوند و به سیارات امروزی متحول می گردند. ترکیبات شیمیایی سیارات به وسیله فرایندی به نام تسلسل تراکم از روی تراکم دانه ها تعیین می شوند. ایده اولیه تسلسل تراکم این است:
مرکز سحای باید در دمایی برابر چندین هزار درجه کلوین بوده باشد. در اینجا دانه های جامد، حتی ترکیبات آهن و سیلیکات ها نمی توانستند متراکم شوند. در جای دیگر که مواد می توانستند به عنوان دانه های جدید متراکم شوند، به صورت زیر به دما بستگی داشت:
پایینتر از 2000 کلوین، دانه های ساخته شده از مواد خاکی متراکم شدنهد، زیر 273 کلوین دانه های مواد خاکی و یخی هر دو می توانستند شکل بگیرند. در دمای متفاوت گازهای موجود و جامدات حاضر بطور شیمیایی بر همکنش کرده و ترکیبات متنوعی را تولید می کنند. اگر دمای سحابی به سرعت از مرکز به صورت بیرون اهش یابد. چکالی ها و ترکیبات سیارات می توانند با تسلسل تراکم توضیح داده شوند.
عمر منظومه شمسی
عمر منظومه شمسی از جهان بیشتر نبوده و انبساط ان از یک تلاء لو نوری در حدود 12 تا 18 بیلیون سال قبل آغاز گردیده است. ما تصمیم داریم داستانمان را از دوران طفولیت جهان آغاز کنیم. در ابتدا جهان انرژی محض بود و هیچ نوع ماده جامدی در آن وجود نداشت، به سرعت این انرژی به صورت متراکم برای ساختن خرده های انرژیی ای که در چرخش به صورت الکترون ها و هسته های هیدروژن و هلیوم بودند شکل گرفتند. وقتی دنیای جوان ما منبسط و رقیق شد، آب و هوای آن نیز سرد گردید. این گازها به صورت خوشه ای و دسته ای دوران یافته و مترمکز شکل گرفتند و به تدریج به طور جداگانه به جریانات مجزایی تبدیل شد که شامل کهکشان های اولیه گردید. در داخل این کهکشان ها، دسته های متمرکز کوچکی ظاهر شده و در چرخش متلاشی گردیدند که در نتیجه تولد دسته هایی از ستارگان را موجب گردیدند. ستارگان اولیه که در این کهکشان ها شکل گرفتند نتوانستند با سیارات سنگلاخی همانند زمین همراه شوند.
در آن زمان به جز هیدروژن و هلیوم هیچ عنصری وجود نداشت و به علت عدم وجود کربن، حیاتی که ما امروز می شناسیم نمی توانسته در سطح هیچ یک از سیارات وجود داشته باشد.
اساس هتسه برای حیات در مراحلف اولیه8 تولید ستارگان به وجود آمده است که این در دو مرحله صورت گرفته است:
1- انفجارات تماشایی در ستارگان جوان فوق العاده بزرگ که انفجار نواختران نامیده می شود.
2- بخش داخلی در بیشتر ستارگان آرام به تدریج هیدروژن را به هلیوم (که سنگینی آن تقریباً برابر 4 اتم هیدروژن است) و هلیوم را به کربن تبدیل کرده و به این ترتیب رشته ای از گونه های اتمی به وجود آمد.
اکنون چنین می نماید که تمام عنصرهای هم وزن کربن یا سنگین تر، در درون سیاره یا در مدت انفجارشان شکل گرفته اند. این مواد بین ستاره ای قوی که در ابتدا به وسیله بادهای اختلی یا انفجارات نواختران در فضا پخش شدند در ساختمان ستارگان بعدی بکار رفتند. عکس هایی که از رشته ستارگان اطراف ما و همچنین کهکشان هایی شبیه به کهکشان ما گرفته شده نشان می دهد که ساختمان ستاره یک دوره پی در پی است و به صورت متوالی نسل جدیدی از ستارگان در گاز و گرد و غبارهای بین ستاره ای در ال شکل گرفتن هستند. نگاره (1)
خورشید ما یکی از ستارگان نسل های قدیم است زیرا که علاوه بر هیدروژن و هلبوم، 2 درصد از جرم آن نیز شامل فلزهای سنگین است که تنها در ستارگان نسل های اولیه تولید شده است. تئوری حیات بر روی ستارگان به این مطلب اشاره دارد که خورشید ما حدود 5 بیلیون سال قدمت داشته باشد. از طرفی ارائه تاریخ دقیق تولد سارات به وسیله سنگ های آسمانی نیز امکان پذیر است. قدیمی ترین آنها، کندریت های کربن دار است که احتمالاً از مناطق به نسبت سرد در منظومه شمسی در طول مراحل اولیه ایجاد ساختمان سیاره سرچشمه گرفته است. اندازه گیری میزان رادیو اکتیو آن بر این مطلب اشاره دارد که کندریت های کربن دار حدود 6/4 بیلیون سال قبل شکل گرتفه اند و این احتمالاً می تواند سن سیارات باشد.
اگر ما این مطلب را که منظومه شمسی حدود 4 الی 5 بیلیون سال قبل به وجود آمده است را بپذیریم این نتیجه گرفته می شود که سیارات نیز همزمان با خورشید شکل گرفته اند و این تهیه مدارک مهم از دوران های اولیه در سیارات را امکان پذیر می سازد. در این راستا مدارک دیگری نیز به وسیله نظم موجود در سیستم سیارات تهیه گردیده است.
ستاره ها وسیاره های بزرگ از تراکم گازها و غبارهای میان ستاره ای ایجاد می گردند و علت آن همان نیروی جاذبه موجود بین ذرات منفرد است و چون نیروی جاذبه متوجه به مرکز جسم جذاب است، لذا پدیده های تراکمی الزاماً کروی هستند. شکل زمین کمی از کرویت انحنا داشته و قرص مشتری در قطبین فشرده است. در کهکشان ستارگان زیادی موجودند که به علت دوران سریع آنها نمی توان شکل آنها را دقیقاً مشخص کرد.
منشأ سیارات
درآن هنگام که برای نخستین بار می خواستند از راه علایم درباره منشأ جهان فکر کنند، توجه بیشتر مردم به اصل زمین و سایر سیارات منظومه شمسی معطوف بود. و این مایه کمال تعجب است که در زمان حاضر که این همه درباره اصل و منشأ انواع مختلف ستارگان می دانیم و با کمال صراحت و جدیت درباره مسائل مربوط به پیدایش کل جهان بحث می کنیم، هنوز مسئله تشکیل زمین چنانکه که باید طرح و حل نشده است.
فیلسوف بزرگ آلمانی ایمانوئل کانت (Immanuel Kant) نخستین فرضیه قابل قبول علمی درباره اصل پیدایش منظومه شمی طرح ریخت و پس از وی ریاضیدان بزرگ فرانسوی بنام پریسون دو لاپلاس (Pierre Simonde Laplace) آن فرضیه را تکمیل کرد.
در مورد این فرضیه در فصل قبلی (پیدایش منظومه شمسی) توضیح داده شد. اما در اینجا هم دوباره آن را با بیانی دیگر تکرار می کنیم.
بنابراین فرضیه. ستارگان منظومه شمسی همه از یک حلقه گازی بوجود آمده اند که در نتیجه نیروی گریز از مرکز از جرم مرکزی و اصلی این منظومه، یعنی خورشید، در ابتدای انقباض آن جدا شده است. نخستین اشکال در این است که با تحلیل ریاضی معلوم شده است که هر حلقه گازی که احتمال تشکیل شدن ا“ بر گرد خورشید گردنده در حالت انقباض می رود، هرگز بصورت سیاره ساده ای در نخواهد آمد، بلکه از ان عده زیادتری اجسام کوچکتر شبیه حلقه های زحل تولید می شود.
دشواری دیگر و مهمتر در برابر فرض لاپلاس- کانت این است که 98 درصد از گشتاور دورانی منظومه شمسی همراه با حرکت سیارات است و فقط 2 درصد آن به دور آن خود خورشید مربوط می شود و محال است که بتوان گفت چرا چنین درصد بزرگ از گشتاور دورانی در حلقه های جدا شده مانده عملاً چیزی برای جرم گردانده اولی باقی نماندهاست.
فرضیه چمبرلین و مولتون (Chamberlin and Muhon)
گشتاور دورانی از خارج به منظومه سیارات داده شده و به این ترتیب تشکیل سیارات را نتیجه تصادم خورشید خودمان با جرم آسمانی دیگری به بزرگی آن تصور کنیم. در آن هنگام که خورشید تنها بوده و خانواده سیاراتی همراه خود نداشته، با جرم مشابه خود رد اسمان تلاقی کرده است. برای تولد سیارات برخورد و تلاقی فیزیکی ضرورت نداشته، بلکه نیروی متقابل از فاصله دور هم می توانسته است بر هر دو ستاره برجستگی های عظیمی ایجاد کند که به طرف یکدیگر متوجه باشند. هنگامی که این برآمدگی ها که عملاً مدل های سطح غول پیکری بوده، از ارتفاع معین حدی تجاوز کرده اند، ناچار در امتداد خطی که هر دو ستاره را به یکدیگر متصل می کرده، بریدگی پیدا کرده و از آنها قطرات چند جدا از یکدیگر بوجود آمده است.
حرکت نسبی این دو پدر و مادر سیارات نسبت به هم بایستی به این سیارات گازی ابتدایی دوران شدیدی داده باشد و در آن هنگام که دو ستاره از یکدیگر دور می شدند، با هر یک دسته ای از سیارات که دورانی سریع داشته اند همراه شده است. امواج مدی سطح آن دو ستاره همچنین سبب آن شده است که خود آنها نیز ناچاراً به کندی در همان جهت سیارتشان حرکت دورانی پیدا کنند و این خود نشان می دهد که چرا محور دوران خورشید ما این اندازه با محور مدارهای سیارات انطاق نزدیک دارد. با در نظر گرفتن فاصله عظیم موجود میان ستارگان و شعاع نسبی کوچک آنها، به آسانی می توان حساب کرد که در طول مدت چند بیلیون سالی که از تشکیل آنها گذشته، احتمال چنین برخوردی برای هر یک از ستارگان تنها یک چند بیلیونیوم است.
این فقط قسمتی از متن مقاله است . جهت دریافت کل متن مقاله ، لطفا آن را خریداری نمایید
دانلود تحقیق درمورد منظومه شمسی - کامل (109 صفحه)