ตั้งแต่กาลเวลามนุษย์ได้ค้นหาคำตอบว่าจักรวาลมาเป็นอย่างไร อย่างไรก็ตามมันเป็นเพียงภายในไม่กี่ศตวรรษที่ผ่านมากับการปฏิวัติทางวิทยาศาสตร์ว่าทฤษฎีที่โดดเด่นได้รับการประจักษ์ในธรรมชาติ มันเป็นช่วงเวลานี้จากศตวรรษที่ 16 ถึง 18 ว่านักดาราศาสตร์และนักฟิสิกส์เริ่มกำหนดคำอธิบายตามหลักฐานว่าดวงอาทิตย์ดาวเคราะห์และจักรวาลของเราเริ่มต้นอย่างไร
เมื่อพูดถึงการก่อตัวของระบบสุริยะของเรามุมมองที่เป็นที่ยอมรับกันอย่างกว้างขวางที่สุดเรียกว่าการตั้งสมมติฐานเกี่ยวกับเนบิวลา ในสาระสำคัญทฤษฎีนี้ระบุว่าดวงอาทิตย์ดาวเคราะห์และวัตถุอื่น ๆ ทั้งหมดในระบบสุริยะก่อตัวขึ้นจากวัสดุคลุมเครือหลายพันล้านปีก่อน เดิมเสนอเพื่ออธิบายที่มาของระบบสุริยะทฤษฎีนี้ได้กลายเป็นมุมมองที่ยอมรับกันอย่างกว้างขวางว่าระบบดาวทั้งหมดมาเป็นอย่างไร
สมมติฐานของ Nebular:
ตามทฤษฎีนี้ดวงอาทิตย์และดาวเคราะห์ทั้งหมดในระบบสุริยะของเราเริ่มต้นเป็นเมฆก๊าซโมเลกุลและฝุ่นขนาดยักษ์ จากนั้นประมาณ 4.57 พันล้านปีก่อนมีบางอย่างเกิดขึ้นที่ทำให้เมฆล่มสลาย นี่อาจเป็นผลมาจากดาวฤกษ์ที่ผ่านไปแล้วหรือคลื่นกระแทกจากซูเปอร์โนวา แต่ผลลัพธ์สุดท้ายคือการยุบตัวของแรงโน้มถ่วงที่ใจกลางของกลุ่มเมฆ
จากการล่มสลายนี้ฝุ่นและก๊าซในกระเป๋าก็เริ่มสะสมในบริเวณที่หนาแน่นกว่า เมื่อบริเวณที่มีความหนาแน่นมากขึ้นดึงสิ่งต่างๆมากขึ้นการอนุรักษ์โมเมนตัมทำให้มันเริ่มหมุนในขณะที่แรงกดดันที่เพิ่มขึ้นทำให้มันร้อนขึ้น วัสดุส่วนใหญ่ลงเอยด้วยลูกบอลที่กึ่งกลางในขณะที่ส่วนที่เหลือก็แผ่ออกเป็นดิสก์ที่ล้อมรอบมัน ในขณะที่ลูกบอลที่จุดศูนย์กลางก่อตัวดวงอาทิตย์วัสดุที่เหลือจะก่อตัวเป็นแผ่นดิสก์ก่อกำเนิดดาวเคราะห์
ดาวเคราะห์ที่เกิดขึ้นจากการสะสมของแผ่นดิสก์นี้ซึ่งฝุ่นและก๊าซเคลื่อนที่เข้าหากันและรวมตัวกันก่อตัวเป็นวัตถุที่ใหญ่กว่าเดิม เนื่องจากจุดเดือดที่สูงขึ้นมีเพียงโลหะและซิลิเกตเท่านั้นที่สามารถอยู่ในรูปของแข็งใกล้กับดวงอาทิตย์และในที่สุดจะก่อตัวเป็นดาวเคราะห์ดาวเคราะห์บนโลกแห่งดาวพุธดาวศุกร์โลกและดาวอังคาร เนื่องจากองค์ประกอบโลหะประกอบด้วยเพียงส่วนเล็ก ๆ ของเนบิวลาสุริยะดาวเคราะห์บนโลกจึงไม่สามารถเติบโตได้มากนัก
ในทางตรงกันข้ามดาวเคราะห์ยักษ์ (จูปิเตอร์, ดาวเสาร์, ดาวยูเรนัสและดาวเนปจูน) ก่อตัวขึ้นเหนือจุดระหว่างวงโคจรของดาวอังคารและดาวพฤหัสบดีที่วัสดุมีความเย็นเพียงพอสำหรับสารประกอบน้ำแข็งที่ระเหยง่ายที่จะคงอยู่อย่างมั่นคง (เช่นสายน้ำแข็ง) น้ำแข็งที่ก่อตัวดาวเคราะห์เหล่านี้มีความอุดมสมบูรณ์มากกว่าโลหะและซิลิเกตที่ก่อตัวเป็นดาวเคราะห์ชั้นในของโลกทำให้พวกมันสามารถเติบโตได้ขนาดใหญ่พอที่จะจับบรรยากาศของไฮโดรเจนและฮีเลียม เศษซากที่เหลือซึ่งไม่เคยกลายเป็นดาวเคราะห์รวมตัวกันในภูมิภาคเช่นแถบดาวเคราะห์น้อยแถบไคเปอร์และเมฆออร์ต
ภายใน 50 ล้านปีความดันและความหนาแน่นของไฮโดรเจนในใจกลางของโปรโตสตาร์ก็มากพอที่จะเริ่มการหลอมละลายด้วยความร้อนได้ อุณหภูมิ, อัตราการเกิดปฏิกิริยา, ความดันและความหนาแน่นเพิ่มขึ้นจนกว่าจะเกิดสภาวะสมดุลอุทกสถิต เมื่อมาถึงจุดนี้ดวงอาทิตย์ก็กลายเป็นดาวเรียงลำดับหลัก ลมสุริยะจากดวงอาทิตย์สร้างเฮลิโอสเฟียร์และกวาดล้างก๊าซและฝุ่นที่เหลือจากแผ่นดาวเคราะห์ก่อตัวกลายเป็นช่องว่างระหว่างดวงดาวเพื่อยุติกระบวนการก่อตัวของดาวเคราะห์
ประวัติของ Nebular Hypothesis:
แนวคิดที่ว่าระบบสุริยะมาจากเนบิวลาถูกเสนอครั้งแรกในปี 1734 โดยนักวิทยาศาสตร์ชาวสวีเดนและนักศาสนศาสตร์ Emanual Swedenborg Immanuel Kant ผู้ซึ่งคุ้นเคยกับงานของ Swedenborg ได้พัฒนาทฤษฎีเพิ่มเติมและเผยแพร่ในของเขา ประวัติศาสตร์ธรรมชาติสากลและทฤษฎีสวรรค์(1755) ในบทความนี้เขาอ้างว่าเมฆก๊าซ (เนบิวล่า) หมุนช้าๆค่อยๆยุบตัวลงและแบนเนื่องจากแรงโน้มถ่วงและก่อตัวดาวฤกษ์และดาวเคราะห์
รูปแบบที่คล้ายกัน แต่เล็กลงและละเอียดยิ่งขึ้นถูกเสนอโดย Pierre-Simon Laplace ในบทความของเขา นิทรรศการระบบ du ไฮโซ (การเผยแผ่ระบบของโลก) ซึ่งเขาปล่อยออกมาในปี 1796 Laplace ได้ตั้งทฤษฎีว่าดวงอาทิตย์มีชั้นบรรยากาศที่แผ่ขยายออกไปทั่วทั้งระบบสุริยะและ "เมฆโปรโตสตาร์" เย็นลงและหดตัว เมื่อเมฆหมุนตัวเร็วขึ้นมันก็เหวี่ยงวัตถุออกมาซึ่งจะรวมตัวกันเพื่อก่อตัวดาวเคราะห์
แบบจำลองเนบิวลาของ Laplacian ได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวางในช่วงศตวรรษที่ 19 แต่ก็มีปัญหาค่อนข้างเด่นชัด ปัญหาหลักคือการกระจายโมเมนตัมเชิงมุมระหว่างดวงอาทิตย์และดาวเคราะห์ซึ่งโมเดลเนบิวลาไม่สามารถอธิบายได้ นอกจากนี้นักวิทยาศาสตร์ชาวสกอตแลนด์ James Clerk Maxwell (1831 - 1879) ยืนยันว่าความเร็วการหมุนที่แตกต่างกันระหว่างส่วนในและด้านนอกของวงแหวนไม่สามารถยอมให้มีการควบแน่นของวัสดุ
มันถูกปฏิเสธโดยนักดาราศาสตร์ Sir David Brewster (1781 - 1868) ซึ่งระบุว่า:
“ คนที่เชื่อในทฤษฎีเนบิวลาพิจารณาว่ามันแน่นอนว่าโลกของเราได้รับสสารที่เป็นของแข็งและชั้นบรรยากาศจากวงแหวนที่ถูกโยนออกมาจากชั้นบรรยากาศสุริยะซึ่งหลังจากนั้นจะหดตัวเป็นทรงกลมแข็งจากพื้นดิน กระบวนการ ... [ภายใต้มุมมองดังกล่าว] ดวงจันทร์จะต้องแยกน้ำและอากาศออกจากส่วนที่เป็นน้ำและทางอากาศของโลกและต้องมีชั้นบรรยากาศ”
ในต้นศตวรรษที่ 20 โมเดล Laplacian หลุดพ้นจากความโปรดปรานกระตุ้นให้นักวิทยาศาสตร์ค้นหาทฤษฎีใหม่ อย่างไรก็ตามมันไม่ได้เป็นเช่นนั้นจนกระทั่งทศวรรษ 1970 ที่มีตัวแปรที่ทันสมัยและเป็นที่ยอมรับมากที่สุดของสมมติฐานเกี่ยวกับเนบิวลา - โมเดลดิสก์เนบิวลาของดวงอาทิตย์ (SNDM) - เกิดขึ้น เครดิตสำหรับสิ่งนี้จะนำไปสู่นักดาราศาสตร์โซเวียต Victor Safronov และหนังสือของเขา วิวัฒนาการของเมฆก่อกำเนิดดาวเคราะห์และการก่อตัวของโลกและดาวเคราะห์ (1972). ในหนังสือเล่มนี้เกือบทุกปัญหาที่สำคัญของกระบวนการก่อตัวของดาวเคราะห์ได้รับการกำหนดและหลายคนได้รับการแก้ไข
ตัวอย่างเช่นโมเดล SNDM ประสบความสำเร็จในการอธิบายลักษณะที่ปรากฏของแผ่นดิสก์สะสมรอบวัตถุที่เป็นดาวอายุน้อย การจำลองต่าง ๆ ได้แสดงให้เห็นว่าการเพิ่มของวัตถุในแผ่นดิสก์เหล่านี้นำไปสู่การก่อตัวของวัตถุขนาดเท่าโลก ดังนั้นที่มาของดาวเคราะห์ภาคพื้นดินตอนนี้ถือว่าเป็นปัญหาที่แก้ไขได้แล้ว
ในขณะที่เดิมใช้เฉพาะกับระบบสุริยะ แต่ SNDM นั้นนักทฤษฎีคิดว่าจะทำงานทั่วทั้งจักรวาลและถูกนำมาใช้เพื่ออธิบายการก่อตัวของดาวเคราะห์นอกระบบหลายดวงที่ถูกค้นพบทั่วกาแลคซีของเรา
ปัญหา:
แม้ว่าทฤษฎี nebular จะได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวาง แต่ก็ยังมีปัญหาที่นักดาราศาสตร์ไม่สามารถแก้ไขได้ ตัวอย่างเช่นมีปัญหาของแกนเอียง ตามทฤษฎีเนบิวลาดาวเคราะห์ทุกดวงรอบดาวฤกษ์น่าจะเอียงเหมือนกันเมื่อเทียบกับสุริยุปราคา แต่อย่างที่เราได้เรียนรู้ดาวเคราะห์ชั้นในและดาวเคราะห์ชั้นนอกมีแกนแนวเอียงที่แตกต่างกันอย่างสิ้นเชิง
ในขณะที่ดาวเคราะห์ชั้นในอยู่ในช่วงตั้งแต่เกือบ 0 องศาเอียงอื่น ๆ (เช่นโลกและดาวอังคาร) จะเอียงอย่างมีนัยสำคัญ (23.4 °และ 25 °ตามลำดับ) ดาวเคราะห์ชั้นนอกมีเอียงที่ช่วงจากเอียงเล็กน้อยของดาวพฤหัสบดีที่ 3.13 °ถึงดาวเสาร์และดาวเนปจูน เด่นชัดเอียง (26.73 °และ 28.32 °) เอียงไปสุดยอดดาวยูเรนัส 97.77 °ซึ่งหันหน้าไปทางดวงอาทิตย์ของขั้วอย่างต่อเนื่อง
นอกจากนี้การศึกษาดาวเคราะห์นอกระบบยังอนุญาตให้นักวิทยาศาสตร์สังเกตความผิดปกติที่ทำให้เกิดข้อสงสัยเกี่ยวกับสมมติฐานของเนบิวลา ความผิดปกติบางอย่างเหล่านี้เกี่ยวข้องกับการมีอยู่ของ“ จูปิเตอร์ร้อนแรง” ที่โคจรรอบดาวฤกษ์ของพวกเขาอย่างใกล้ชิดด้วยระยะเวลาเพียงไม่กี่วัน นักดาราศาสตร์ปรับสมมติฐาน nebular เพื่ออธิบายปัญหาเหล่านี้บางส่วน แต่ยังไม่สามารถตอบคำถามที่อยู่ห่างไกลทั้งหมดได้
อนิจจาดูเหมือนว่าคำถามที่เกี่ยวข้องกับต้นกำเนิดที่ยากที่สุดที่จะตอบ เมื่อเราคิดว่าเรามีคำอธิบายที่น่าพอใจก็ยังคงมีปัญหาที่ไม่สามารถอธิบายได้ อย่างไรก็ตามระหว่างแบบจำลองการก่อตัวดาวและดาวเคราะห์ในปัจจุบันของเรากับการกำเนิดของจักรวาลของเราเรามาไกล เมื่อเราเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับระบบดาวใกล้เคียงและสำรวจจักรวาลเพิ่มเติมแบบจำลองของเรามีแนวโน้มที่จะเติบโตต่อไป
เราได้เขียนบทความมากมายเกี่ยวกับระบบสุริยะที่นิตยสารอวกาศ นี่คือระบบสุริยจักรวาลระบบสุริยะของเราเริ่มต้นด้วยการระเบิดเล็ก ๆ น้อย ๆ หรือไม่และอะไรที่นี่ก่อนระบบสุริยะ
สำหรับข้อมูลเพิ่มเติมอย่าลืมตรวจสอบที่มาของระบบสุริยจักรวาลและวิธีการที่ดวงอาทิตย์และดาวเคราะห์ก่อตัวขึ้น
นักดาราศาสตร์ยังมีตอนหนึ่งในหัวข้อ - ตอนที่ 12: Baby Stars มาจากไหน?
