옛날부터 인간은 우주가 어떻게되었는지에 대한 해답을 찾고 있습니다. 그러나 과학 혁명과 함께 지난 몇 세기 동안 지배 이론이 실제로 경험적이었다. 16 세기부터 18 세기까지이시기에 천문학 자와 물리학 자들은 우리 태양, 행성, 우주가 어떻게 시작되었는지에 대한 증거 기반 설명을 공식화하기 시작했습니다.
우리 태양계의 형성과 관련하여 가장 널리 받아 들여지는 견해는 성운 가설입니다. 본질적으로,이 이론은 태양, 행성 및 태양계의 다른 모든 물체가 수십억 년 전에 끔찍한 물질로 형성되었다고 말합니다. 원래 태양계의 기원을 설명하기 위해 제안 된이 이론은 모든 별 시스템이 어떻게 만들어 졌는지를 널리 받아 들여졌다.
성운 가설 :
이 이론에 따르면, 태양과 우리 태양계의 모든 행성은 거대한 분자 가스와 먼지 구름으로 시작되었습니다. 그런 다음 약 45 억 5 천만 년 전에 구름이 무너지는 일이 발생했습니다. 이것은 지나가는 별이나 초신성의 충격파의 결과 일 수 있지만, 결과는 구름 중심의 중력 붕괴입니다.
이 붕괴로 인해 먼지와 가스 주머니가 더 밀집된 지역으로 모이기 시작했습니다. 밀도가 높은 영역이 점점 더 많은 물질을 끌어 당기면서 운동량 보존으로 인해 회전이 시작되고 압력이 증가하면 가열됩니다. 대부분의 재료는 중앙에서 공으로 끝나고 나머지 물질은 그 주위를 돌고있는 디스크로 평평 해졌습니다. 중앙에있는 공이 태양을 형성하는 동안, 나머지 물질은 원형 디스크에 형성됩니다.
이 디스크는 먼지와 가스가 함께 중력을 형성하여 더 큰 몸을 형성하기 위해 합쳐진이 원반을 통해 형성된 행성입니다. 비등점이 높기 때문에 금속과 규산염 만이 태양에 가까운 고체 형태로 존재할 수 있으며, 결국 수성, 금성, 지구 및 화성의 지구 행성을 형성하게됩니다. 금속 요소는 태양 성운의 아주 작은 부분만을 구성했기 때문에, 지구 행성은 매우 커질 수 없었습니다.
대조적으로, 거대한 행성들 (주피터, 토성, 천왕성, 해왕성)은 화성과 목성 궤도 사이의 지점을 넘어서서 휘발성 얼음 화합물이 견고하게 유지 될 수있을 정도로 재료가 차갑습니다 (즉, 서리 선). 이 행성들을 형성 한 얼음은 지구 내부 행성을 형성 한 금속과 규산염보다 더 풍부하여, 수소와 헬륨의 큰 대기를 포획 할만큼 충분히 자랄 수있었습니다. 소행성대, 카이퍼 대, 오트 클라우드와 같은 지역에서 행성이 된 적이없는 남은 잔해.
5 천만년 안에, 프로토 스타의 중심에있는 수소의 압력과 밀도는 열 핵융합을 시작하기에 충분히 커졌다. 정수압 평형이 달성 될 때까지 온도, 반응 속도, 압력 및 밀도가 증가 하였다. 이 시점에서 태양은 주 계열성이되었습니다. 태양으로부터의 태양풍은 헬리오 스피어를 만들어 냈고, 남은 가스와 먼지를 행성계 원반에서 성간 공간으로 쓸어내어 행성 형성 과정을 끝냈습니다.
성운 가설의 역사 :
태양계가 성운에서 유래되었다는 아이디어는 1734 년 스웨덴 과학자와 신학자 Emanual Swedenborg에 의해 처음 제안되었습니다. Swedenborg의 연구에 익숙한 Immanuel Kant는 이론을 더욱 발전시켜 그의 논문에 발표했습니다. 우주의 자연사와 하늘의 이론(1755). 이 논문에서 그는 기체 구름 (성운)이 천천히 회전하고 중력으로 인해 점차 붕괴되고 펴지고 별과 행성을 형성한다고 주장했다.
Pierre-Simon Laplace는 유사하지만 더 작고 더 자세한 모델을 제안했습니다. 박람회 뒤 시스템 뒤 몽드 라 플라이스는 태양이 태양계 전체에 걸쳐 더운 더운 대기를 가지고 있으며이“프로 스타 구름 (protostar cloud)”이 냉각되고 수축되었다고 이론화했다. 구름이 더 빠르게 회전하면서 결국 행성을 형성하기 위해 응축 된 물질을 버렸다.
라플라시안 성운 모델은 19 세기에 널리 받아 들여졌지만 다소 뚜렷한 어려움이있었습니다. 주된 문제는 태양과 행성 사이의 각운동량 분포 였는데, 이는 성운 모델이 설명 할 수 없었습니다. 또한, 스코틀랜드 과학자 제임스 클러 크 맥스웰 (James Clerk Maxwell, 1831 – 1879)은 링의 내부와 외부 사이의 다른 회전 속도가 재료의 응축을 허용 할 수 없다고 주장했다.
천문학 자 데이비드 브루스터 (David Brewster) (1781 – 1868)도 거부했다.
“성운 이론을 믿는 사람들은 지구가 태양 대기에서 던져진 고리에서 고체 물질과 대기를 도출했다고 확신합니다. 과정… [그런 견해에서] 달은 반드시 지구의 물과 공중에서 물과 공기를 운반해야하며 대기가 있어야합니다. "
20 세기 초, 라플라시안 모델은 호의를 얻지 못하여 과학자들에게 새로운 이론을 찾아야했습니다. 그러나 1970 년대까지는 현대적이고 가장 널리 받아 들여진 성운 가설의 변형 인 태양 성운 디스크 모델 (SNDM)이 등장했습니다. 이것에 대한 크레딧은 소비에트 천문학 자 빅터 Safronov와 그의 책에 간다 행성 행성의 진화와 지구와 행성의 형성 (1972). 이 책에서, 행성 형성 과정의 거의 모든 주요 문제들이 공식화되었고 많은 문제들이 해결되었습니다.
예를 들어, SNDM 모델은 어린 별의 물체 주위에 accretion disc의 모양을 설명하는 데 성공했습니다. 또한 다양한 디스크 시뮬레이션에서 이러한 디스크에 재료가 축적되면 지구 크기의 몸체가 몇 개 형성되는 것으로 나타났습니다. 따라서 지구 행성의 기원은 이제 거의 해결 된 문제로 간주됩니다.
SNDM은 원래 태양계에만 적용되었지만 이론가들에 의해 우주 전체에 걸쳐 작용한다고 생각되었고, 우리 은하계에서 발견 된 많은 외계 행성의 형성을 설명하는 데 사용되었습니다.
문제 :
성운 이론은 널리 받아 들여지지 만 천문학 자들이 해결할 수 없었던 문제가 여전히 남아 있습니다. 예를 들어, 기울어 진 축의 문제가 있습니다. 성운 이론에 따르면, 별 주위의 모든 행성은 황도에 대해 같은 방식으로 기울어 야합니다. 그러나 우리가 알게 된 것처럼, 내부 행성과 외부 행성은 근본적으로 다른 축 기울기를 가지고 있습니다.
내부 행성의 범위는 거의 0 도인 반면, 다른 행성 (지구와 화성 등)은 크게 기울어 져 있으며 (각각 23.4 °와 25 °), 외부 행성에는 목성의 작은 기울기에서 3.13 °, 토성 및 해왕성까지의 기울기가 있습니다. 극좌표가 97.77 °로 극도로 기울어 져 극점이 태양을 향해 지속적으로 향하는 뚜렷한 경사 (26.73 ° 및 28.32 °).
또한 외계 행성에 대한 연구를 통해 과학자들은 성운 가설에 의문을 제기하는 불규칙성을 발견 할 수있었습니다. 이러한 불규칙성 중 일부는 단지 며칠의 기간 동안 별과 밀접하게 공전하는“뜨거운 목성”의 존재와 관련이 있습니다. 천문학 자들은 이러한 문제 중 일부를 설명하기 위해 성운 가설을 조정했지만 아직 모든 외적인 질문을 해결하지는 못했습니다.
아아, 그것은 대답하기 가장 어려운 기원과 관련이있는 것으로 보입니다. 만족스러운 설명이 있다고 생각할 때 설명 할 수없는 문제가 남아 있습니다. 그러나 현재의 별과 행성 형성 모델과 우주의 탄생 사이에 우리는 먼 길을 왔습니다. 주변의 별 시스템에 대해 더 많이 배우고 더 많은 우주를 탐험함에 따라, 우리의 모델은 더욱 발전 할 것입니다.
Space Magazine에서 태양계에 관한 많은 기사를 썼습니다. 여기 태양계가 있고, 우리 태양계는 작은 강타로 시작 했습니까?, 그리고 태양계 앞에 무엇이 있었습니까?
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