Глава VI.

Плотность небесных тел  и определяющие её факторы

     После того, как захваченная Солнцем большая комета прошла через стадию превращений и окончательно оформилась в планету, её доориентация в околосолнечном пространстве не закончилась. Медленно, но неуклонно продолжает эволюционировать орбита её движения, всё больше приближаясь к круговой, а угол её наклонения сохраняет тенденцию стремления к нулю. К нулю же стремится и угол векового движения перицентра планеты. Только эти изменения неуловимо малы. Они происходят настолько медленно, что зафиксировать их нет никакой возможности.

     Другое дело изменения в физическом теле планеты. Они тоже продолжаются и тоже незаметны, однако они весьма и весьма ощутимы для человека.

     Плотность планет, самых давних спутников Солнца, находится в прямой зависимости от расстояний, разделяющих взаимодействующие массы. Чем ближе к Солнцу орбита планеты, тем выше плотность небесного тела. Чтобы убедиться в этом, достаточно взглянуть на приведённую ниже таблицу.

     Главным фактором, определяющим плотность любого спутника, является гравитация – притяжение спутника его экспантом.  Практически во всех астрономических расчётах движения небесных объектов справедливо принимается, что силы, удерживающие спутник на орбите,  приложены к центру массы спутника. Так действует результирующая суммарная сила Q. Однако реальные силы притяжения небесного тела рассредоточены: они приложены к бесконечному множеству точек по всему объёму спутника. Это-то обстоятельство,  которым в иных расчётах можно и пренебречь, становится решающим  в задаче формирования небесных объектов по плотности.

     В точке А, самой удалённой точке противолежащего по отношению к Солнцу полушария планеты, действуют следующие силы:

     1. g  -сила притяжения массой планеты её верхнего слоя (центростремительная сила). Направлена к центру планеты.

     2. р -  сила инерции верхнего слоя планеты (центробежная сила), обусловленная вращением  небесного тела. Направлена по касательной к поверхности планеты в направлении её вращения.

3. q – результирующая действия сил g  и р.

4. Т – сила солнечного притяжения.

 В точке А сила Т, как и g, направлена к центру планеты. На рис.1 (схема сил, уплотняющих спутник  в Солнечной системе) показаны векторы сил, приложенных к верхним слоям планеты, в двух диаметрально противоположных точках  А и В, лежащих на солнечном луче. Слабые взаимодействия (притяжение других планет,  наличие магнитных полей и т.д.), не оказывающие заметного влияния на плотность небесных тел, в настоящей работе в расчёт не принимаются и не рассматриваются.

 В точке В, ближайшей к Солнцу точке  обращённого к светилу полушария планеты, действуют те же силы g, p, q  и Т. Центростремительная сила g прямо пропорциональна массе планеты. Она имеет одно и то же значение  в точках А, В, С и Д, а также в любой другой точке поверхности планеты n: g_A=g_B=g_C=g_D=g_n

 Сила р, центробежная сила, прямо пропорциональна частоте вращения планеты. От изменения положения точки при повороте планеты сила р не меняется: p_A=p_B=p_C=p_D=p_n ;  Но если g_A=g_B=g_C=g_D=g_n  и  p_A=p_B=p_C=p_D=p_n, то и результирующая сила

q_A=q_B=q_C=q_D=q_n

     Поскольку силы g и р для каждой  отдельно взятой планеты  постоянны в любой точке поверхности, то эпюра результирующей силы q представляет собой площадь прямоугольника. (Рис.2. Эпюры основных сил, действующих на поверхности планеты.)

      q – это постоянная составляющая сил, действующих на планету. Другое дело сила Т – сила притяжения Солнца. По абсолютной величине она тоже постоянна, но относительно центра планеты её направление переменно. В точке А сила Т направлена к центру планеты и суммируется с силой q. В точке В она направлена от центра планеты и вычитается из силы q. Результирующая сила Q в точке А: Q_A=q + Т;  В точке В : Q_B=q –Т. 

      В точках  С и Д сила солнечного притяжения  Т направлена строго по касательной  к поверхности планеты и никакого влияния на плотность последней не оказывает. Следовательно, в этих точках силой, реально  работающей на уплотнение планеты, остаётся  центростремительная сила q:  Q_C=q, Q_D=q.  Тогда для любой планеты независимо от её расстояния до Солнца Q_A  >(  Q_C= Q_D ) >Q_B.

      В ночной стороне полушария планеты сила Т положительна и действует в направлении плоскости СД, плоскости, которая делит планету на обращённое к Солнцу (дневное) и противолежащее ему (ночное) полушария. В дневном полушарии сила Т отрицательна и направлена в сторону Солнца.

      За один оборот планеты сила Т проходит полный цикл изменений. По отношению к плоскости СД она изменяется по синусоидальному закону. Таким образом, сила Т – это переменная составляющая сил, действующих на планету. В точке А сила Т положительна, максимальна и направлена к центру планеты. В точке В сила Т максимальна по абсолютной величине, отрицательна и направлена от центра планеты. 

      В ночном полушарии планеты САД сила Т накладывается на центростремительную силу q, создаваемую собственной планетной массой (Q =q+Т)  и действует подобно обжимному прессу. Эта сила приложена не только к поверхностному слою, а ко всему бесконечному множеству точек объекта  и действует по всему объёму. Она прессует, деформирует, уплотняет всю массу  планеты.

      В дневном полушарии ДВС силы, действующие в направлении плоскости СД, уменьшаются на удвоенную величину силы Т: Q=q – Т.  Qа > Qв на 2Т.

 Таким образом,  постоянно действующая сила q (постоянная составляющая) модулируется переменной составляющей  силой Т. Результирующая сила Q становится также циклически переменной (Рис.2. Эпюры сил, действующих на поверхности планеты).

  Напряжения, возникшие в теле планеты в ночное время, значительно ослабевают на дневной стороне. Однако возврата к состоянию материи спутника, предшествующему наложению нагрузки Т, со снятием этой нагрузки не происходит. Микросдвиги, происходящие в порах  планеты при наложении дополнительных нагрузок, необратимы. Поскольку планетная кора сформирована преимущественно  из неупругих материалов, то деформации, в отличие от упругих,  носят остаточный характер. Они сохраняются и после снятия нагрузки.

       Структурные изменения, происходящие в ночном полушарии под действием дополнительной силы Т, необратимы. При повороте планеты на 180° , на дневной стороне, со снятием  нагрузки величиной 2Т, восстановления первоначального состояния, ликвидации микросмещений в массе планеты, не происходит. Очередной поворот планеты, новое наложение силы Т на ночной стороне приводит к дополнительным изменениям  в структуре планеты, к появлению новых местных  внутренних напряжений и к росту напряжений, возникших ранее.        

 Цикличное изменение нагрузки, действующей на протяжении многих миллионов лет, приводит к глубокой деформации, уплотнению планеты по всему её объёму.

      Поскольку планеты находятся на разном расстоянии от Солнца, а сила Т обратно пропорциональна квадрату расстояния между взаимодействующими телами, то, естественно, плотность планет напрямую зависит от их расстояний до Солнца. Зависимость эта не прямолинейная. Плотность планет с уменьшением расстояния до Солнца растёт по параболической кривой (Рис.3).  Эта кривая отражает тенденцию зависимости плотности  небесных тел от  расстояния до Солнца и с реальной картиной мира совпадает лишь в первом приближении.

 Помимо удалённости от Солнца есть ещё по крайней мере два фактора,  которые серьёзно влияют на плотность солнечных спутников. Это время захвата и вращение планет.

 Кометы-планеты захватывались Солнцем по одиночке. Расхождение во времени захвата между отдельными планетами может составлять миллиарды лет. Так, судя по характеристикам орбит (эксцентриситет и угол наклонения), первым крупным спутником Солнца стал Нептун. Эксцентриситет его орбиты 0,0086 , угол наклонения -0^o46’ 23” . Нептун, как и другие планеты, продолжает медленно уплотняться. Но он, похоже, уже приблизился к границе плотности, возможной при существующей расстановке сил. Плотность Нептуна очень высока для столь отдалённой планеты – 1,7 г/см³ . А вот плотности расположенных ближе к Солнцу, но захваченных позже Урана,Юпитера и Сатурна, значительно уступают нептуновской. При этом снижение плотности наблюдается как раз в направлении последовательности захвата: Уран – 1,47 г/см³  ,  Юпитер – 1,33 г/см³  , Сатурн – 0,71 г/см³  .

  А общая последовательность захвата планет такова: Нептун, Венера, Земля, Уран, Юпитер, Сатурн, Марс, Плутон, Меркурий. Чем позже была захвачена планета, тем ниже её средняя плотность. В этом свете естественным кажется и то, что плотность ближайшей к Солнцу планеты Меркурия (5,44 г/см³) меньше плотности Земли (5,518 г/см³). Захваченный последним из планет Меркурий  продолжает активно уплотняться, но ещё не достиг своей кондиции. В норме его плотность должна быть близка к 6 г/см³

  У Меркурия не только некондиционная плотность. Угол наклонения и эксцентриситет его орбиты максимальны среди планет (7^о00’ и 0,206 соответственно). Максимален и угол смещения перицентра орбиты (532 секунды за столетие).  Это всё возрастные признаки. У Меркурия это полный набор ярко выраженных признаков несомненной молодости планеты.

  А вот Венера вызывает недоумение. Захваченная скорее всего второй медленно вращающаяся планета должна бы,  казалось, отличаться высокой, уже устоявшейся плотностью. Ан нет.  Её плотность составляет всего 5,16 г/см³. Плотность Земли почему-то оказывается выше. Неужели Земля была захвачена раньше Венеры?..

  Вращение вокруг своей оси присуще всем планетам, однако вращаются они с разной частотой. Вращение порождает центробежную силу, а она ослабляет действие силы  центростремительной, замедляет процесс уплотнения планеты. Чем выше частота вращения, тем заметнее этот эффект. Может быть, ещё и поэтому плотность планет с высокой частотой вращения, а это Юпитер, Сатурн и Уран, не вписывается в общую картину. На кривой зависимости плотности планет от их расстояния до Солнца эти планеты лежат значительно ниже главной, так сказать, последовательности.

       Плотность Юпитера в норме должна составлять 2,5 г/см³, Сатурна – 2 г/см³, Урана – 1,8 г/см³. Сейчас это 1,33 (Юпитер), 0,71 (Сатурн), 1,47 (Уран). Не добирает по плотности и Плутон. Его плотность должна бы составлять 1,5 г/см³ вместо нынешних 1,3. Но тут всё понятно. Плутон обосновался на окраине Солнечной системы и откровенно грешит непослушанием. Эксцентриситет его орбиты 0,248, а угол наклонения – 17^о. Это даже больше, чем у самой молодой планеты Меркурия.

       Пульсирующие силы, уплотняющие тела планет, распространяются и на жидкие ядра. Непрекращающаяся деформация твёрдых верхних слоёв ведёт к росту давления в недрах планеты и в конечном счёте к нарушению внутреннего равновесия. Когда напряжения достигают критических значений, срабатывает один из природных предохранительных механизмов: происходит извержение вулкана или планетотрясение.

       Совсем не случайна цикличность этих грозных явлений природы. Поскольку сила солнечного притяжения Т, своя для каждой планеты, неизменна по величине (если принять орбиту планеты за круговую) и накладывается-вычитается она на один  и тот же участок через определённые интервалы времени, то и предельные напряжения в недрах планеты должны создаваться также периодически. Это заключение  подтверждается наблюдениями. Извержения вулканов и землетрясения действительно цикличны. Цикличность не строгая (картину искажают факторы локального характера), но она выражена достаточно чётко. Стабильно число землетрясений, происходящих за определённый период времени. Эта стабильность – оборотная сторона цикличности явления.

      «На нашей планете ежегодно происходит около 800 тысяч землетрясений в год. Из них около тысячи вызывают разрушения. В среднем каждые три года возникают сильнейшие (катастрофические, К.Г.) землетрясения, при которых выделяется энергия 10 ²⁵..10 ²⁷эрг.».

      Так в статье «Прогноз сильных землетрясений» писали кандидат ф.м.наук А.Д.Гвишиани и доктор ф.м. наук В.И. Кейлис-Борок («Земля и Вселенная», №5, 1980 г.). 

      Сотрясения лунной поверхности почти строго цикличны. «Следя за вспышками (сигнализирующими о лунотрясениях, К.Г.), можно обнаружить главную особенность лунной сейсмичности – её ритмичность. Будто «сейсмогирлянда», как ёлочная, управляется электронным реле. «Реле» и в самом деле есть, но управление другое – гравитационное.». Так писал кандидат ф.м. наук И.Галкин в статье «Сейсмичность Луны. Загадки и итоги.» («Земля и Вселенная»,№5, 1983 г.).

      Луна – не планета, но на её тело действуют те же силы притяжения экспанта (Земли), которые вызывают процессы, аналогичные происходящим на планетах. Правда, они осложняются ещё и солнечным притяжением.

  А вулканизм? «На Земле вулканы встречаются на всех континентах. Только на памяти человечества наблюдались извержения пяти с половиной сотен вулканов. То же и на Луне. Масштабы, конечно, не те, но на протяжении почти всей своей истории Луна проявляла заметную вулканическую активность. Следы вулканической активности на Луне широко распространены. Базальтовые породы покрывают до 17% её поверхности.».

  Такую информацию приводят Александр Волков и Рафаил Нудельман в статье «Луна, к которой мы придём.» («Знание – сила», №4, 2011г.).

  Землетрясения (сотрясения других планет) перераспределяют нагрузки, восстанавливают нарушенное равновесие сил в верхних твёрдых слоях  небесных тел, преимущественно путём смещения (смятия) тектонических плит по узлам их стыковки. Вулканы выполняют функцию предохранительных клапанов, регулирующих давление в жидком внутрипланетном ядре. Извержение вулкана на определённое время нормализует давление в недрах планеты.

  И тектоническая, и вулканическая деятельность должна быть тем активнее, чем ближе спутник к своему экспанту, чем  больше амплитуда колебаний переменной составляющей Т. Извержения вулканов и сотрясения коры на Венере и Меркурии должны происходить чаще и интенсивнее, чем это наблюдается на Земле. А те же явления на Нептуне и Плутоне должны быть редкими и слабыми, или же вообще выражаться в какой-то другой форме. Косвенным подтверждением этого вывода можно считать наличие  у Венеры «знатной» атмосферы, появление которой, полагают, можно считать следствием вулканической деятельности планеты. В настоящее время главным образом из-за мощного атмосферного слоя  Венера всё ещё остаётся планетой мало изученной. И тем не менее «…геологи утверждают, что уже на основании полученных данных можно считать Венеру весьма активной планетой.». (Доктор ф.м наук Л.В.Ксанфомалити, «Новые исследования Венеры», «Земля и Вселенная»,№4, 1979 г.).

      Что касается Меркурия, то на этом спутнике Солнца обнаружены отчётливо выраженные признаки процесса уплотнения тела планеты: «На Меркурии часто встречается совершенно новая для нас деталь поверхности – эскарпы. Это – обрыв высотой 2 – 3 км., разделяющий два, в общем, ничем не отличающихся района. Протяжённость такого обрыва составляет сотни  и тысячи километров. Местами эскарпы перекрываются крупными кратерами или, наоборот, пересекают их.  Похоже, что происходило сжатие Меркурия, сдвиги и наползание отдельных участков его коры. Такое явление не известно ни на Луне, ни на Марсе, но в несколько ином виде встречается на Земле». (Доктор ф.м. наук Л.В.Ксанфомалити, «Меркурий – брат Луны», «Земля и Вселенная», №1, 1976 г.).

       А вот и очевидные признаки уплотнения спутников. В цитируемой выше статье А.Волкова и Р.Нудельмана «Луна, к которой мы придём» сообщается следующее:

«Пока строятся планы освоения Луны, она становится меньше в размерах. В августе 2010 года, анализируя сведения о лунной поверхности, собранные  зондом Lunar Reconnaissance Orbiter, учёные убедились, что когда-то диаметр Луны был на 100 метров больше, чем теперь… Нечто подобное наблюдается на Марсе и на Меркурии. Последний уже сузился  примерно на 6 км. и теперь достигает в поперечнике «всего» 4880 км. Очевидно, меньше становится и Земля.»

Что, собственно говоря, и требовалось доказать.

Я разместил на этом сайте 6 глав теории образования Солнечной системы.

Венчать теорию должна седьмая глава. Она о вращении планет. В этой главе устанавливается причина вращения небесных тел, демонстрируется механизм действия сил, обеспечивающих вращение, даётся обоснование  феномену однонаправленного вращения планет и Солнца.

 Григорий Копысов

11.11.2011 г.

   <<< назад                                              далее >>>