ЗОРЯНА МЕХАНИКА

Глава VII ОБЕРТАННЯ планет. ПРИЧИНИ І НАСЛІДКИ

Від Галілея і до наших днів в усі часи обертання небесних тіл викликало підвищений інтерес астрономів, фізиків і просто людей допитливих. Чи не все в цьому складному явищі зрозуміло і сьогодні, проте туман поступово розсіюється. Зараз вже, напевно, ні в кого не викликає сумнівів зв'язок між обертанням небесного тіла і наявністю у нього магнітного поля.

Процеси, які породжують магнітні поля планет, в загальних рисах теж зрозумілі. Зараз більшість фахівців дотримується гіпотези, згідно з якою магнітне поле Землі виробляється в планетному ядрі механізмом гідромагнітного динамо. Магнітне поле створюється струмом, який генерується в рідкому провідному речовині ядра планети, що знаходиться в русі.

Планети Сонячної системи разом з їх магнітними полями занурені в магнітне поле Сонця. Встановлено, що Сонце має масштабним магнітним полем і його силові лінії тягнуться від одного полюса до іншого. Магнітосфера Сонця має велику протяжність і досить стабільна. Для всіх об'єктів Сонячної системи магнітне поле Сонця можна вважати необмежено великим і фіксованим.

Кожну окремо взяту силову лінію магнітного поля можна розглядати як провідник, по якому тече струм. Очевидно, магнітне поле Сонця (зовнішнє поле експанта) реагує на силові лінії магнітосфери планети, як будь-яке магнітне поле - на провідник зі струмом: прагне виштовхнути його за межі поля.

Напрямок дії сили відштовхування визначається за правилом правої руки: якщо відігнутий великий палець показує напрямок струму в провіднику (напрямок силових ліній магнітного поля планети від північного полюса до південного), а решта пальців долоні витягнуті у напрямку силових ліній зовнішнього поля, то сила відштовхування виходить з долоні під прямим кутом до неї.

У земній практиці взаємодія магнітних полів ніяк не може виявити себе. Диполь, розміщений у зовнішньому магнітному полі, залишається нерухомим. Справа в тому, що сили відштовхування, що діють в протилежних сторонах магнітного поля диполя, спрямовані назустріч один одному, рівні і взаємно врівноважені. У зустрічному напрямку цих сил легко переконатися, використовуючи правило правої руки. Рівність сил забезпечується симетрією магнітного поля диполя.

Інша картина в космосі. Магнітосфера планети ніколи не буває строго симетричною. Зокрема, помітно спотворює форму планетної магнітосфери сонячний вітер. Він «здуває» силові лінії, що виходять з полярних областей, таким чином, що з денною боку планети вони виявляються сплющеними, притиснутими до поверхні планети, а з нічної - витягуються на великі відстані в десятки і сотні планетних радіусів (Рис.1).

Ступінь деформації магнітосфери залежить від напруженості магнітного поля. Але яким би слабким не було магнітне поле планети, ефект деформації поля присутній завжди. Асиметрія магнітного поля призводить до того, що відштовхування силових ліній планети в нічній стороні перевищує опір відштовхування з сонячної сторони.

Силові лінії поля «вморожени» в тіло планети. Відразлива сила F силовими лініями поля захоплює за собою і обертає планетний куля. Таким чином, причиною обертання планет (і не тільки планет) є асиметрія магнітного поля керованого тіла (супутника).

Іду якось гаєм в осінню пору і бачу: в порожнечі, ні з чим начебто не пов'язаний, варто вертикально червонуватий листок акації і швидко-швидко обертається навколо своєї осі. Придивився. Виявилося, повис листок на невидимій павутинці і, трохи асиметричний за формою, обертається від слабкої, ледь помітною повітряної тяги.

Так і планети. Невидимі сили гравітації утримують їх на орбіті, сонячний вітер деформує планетні магнітні поля і, оснащені чуйними вітрилами магнітосфери, планети обертаються в магнітному полі сонця.

Якщо планета жива і має активну, гаряче ядро, то у неї неодмінно виникне і магнітне поле. А якщо вона обертається навколо експанта, тобто переміщається в магнітному полі більш сильного об'єкта, то магнітне поле планети буде неминуче деформовано експантовим вітром і вона буде приречена на обертання. Чи не обертаються тільки комети та мертві тіла астероїдного типу, а також планети, які подорожують самотньо в міжзоряному просторі. Є й такі.

Специфіка зв'язку магнітосфери з тілом планети породжує особливості обертання. З максимальною швидкістю обертаються верхні атмосферні шари, з мінімальною - нижні. Сама планета обертається як тверде тіло. Це перший наслідок, що випливає з обертання планети в результаті взаємодії магнітних полів.

Максимальної величини крутний момент досягає в області екватора, в тій області, де довжина магнітосферного шлейфа з нічного боку планети максимальна. Тому і швидкості обертання атмосферних шарів максимальні в екваторіальній області і плавно знижуються у напрямку до полюсів. Слідство друге.

Така картина розподілу швидкостей обертання спостерігається у всіх планет. Так у дуже повільно обертається Венери верхній шар хмар здійснює повний оборот за чотири дні. Екваторіальний період обертання Юпітера становить 9 годині 50 хвилин з секундами, а область його високих широт обертається на 5 хвилин повільніше. Ще більша різниця у Сатурна. Його екваторіальна область обертається за 10 години 14 хвилин, а зв'язки у високих широтах відстає аж на 24 хвилини (10 годин 38 хвилин).

Диференціальне обертання притаманне і Сонця. Період обертання екваторіальної області верхніх шарів плазми Сонця становить 25 земних діб, а полярної - 34 дня. Різниця дуже суттєва,

Сонце обертається в магнітному полі ядра Галактики і його власне обертання ні генетично, ні динамічно не пов'язане з обертанням планет. Природа обертання планет і Сонця одна, але рушійні сили абсолютно різні.

Сонце обертається повільно тому, очевидно, що напруженість галактичного магнітного поля в області сонячної орбіти невелика - 2,1 ± 0,5 МКГС.

Невелика напруженість і сонячного магнітного поля (0,1 Гс).

Але якою б низькою не була напруженість магнітного поля експанта і хоч би якою малою не була сила F, яка утворює крутний момент, ведене тіло, супутник, буде неодмінно обертатися в цьому полі, бо немає сили, яка протистоїть цьому моменту, що крутить. Немає навіть неминучою в земних умовах сили тертя, а час дії крутного моменту практично безмежно.

Швидкість обертання супутника визначається напруженістю його магнітного поля В2, а також напруженістю магнітного поля експанта В1. Якщо допустити, що напруженість магнітосфери Сонця изотропна, тобто незмінна у всьому обсязі системи (що звичайно ж не зовсім так), тоді частоту оборотів кожної планети можна вважати залежною тільки від напруженості її власного магнітного поля. В такому випадку спостерігається наступна картина (див. Таблицю):

Характеристики Меркурій Венера Земля Марс Юпітер Сатурн Уран Нептун Плутон Напруженість магнітного поля (в гамах) 350 3 31000 30-60 420000 20000-50000 ~ 23000 ~ 25000? Період обертання навколо Сонця 87,97 дня 224,78 дня 365,3 дня 686,98 дня 11,86года 29,46года 84,02года 164,8года 247,7года період обертання навколо своєї осі 58,6 дня 243,16 дня 23ч 56 хв 24г 37 хв 9 год 50 хв 10 год 14 хв 17 год 14 хв 16ч 07 хв 6 днів 9ч Маса планети по відношенню до маси Землі 0,055 0,815 1 0,107 317,8 95,17 14,52 17,25 0,0024 Напрямок обертання (пряме, зворотне) п о п п п п про п про

Повільно обертаються Меркурій, Венера і Плутон. Всі інші планети обертаються з високою швидкістю. Плутон можна взагалі виключити з розгляду, оскільки напруженість його магнітного поля не встановлена. Втім, судячи з повільного обертання планети, вона дуже низька.

У Венери виключно слабке магнітне поле, найслабше з усіх планет Сонячної системи. Її мляве обертання, майже дорівнює періоду обертання навколо Сонця, не дивує. Інакше і бути не могло.

Магнітне поле Меркурія теж слабенько. Воно в сотню разів слабше земного. Проте воно є. Магнітосфера Меркурія серйозно деформована сонячним вітром. З сонячної сторони вона обмежена відстанню в 1500 км., А з нічної - розтягнута на 2500 км. Різниця в довжині магнітосфери в денну і нічну боку і утворює важіль, вхопившись за який магнітне поле Сонця обертає планету. У Меркурія довжина цього важеля становить 1000 км. Закоротка важіль, низька і швидкість обертання. Час одного обороту Меркурія навколо своєї осі лише в півтора рази менше періоду обертання планети навколо Сонця. Він міг би обертатися і швидше, але цьому перешкоджають потужні приливні сили сонячного гравітаційного тяжіння.

Решта шість планет Сонячної системи обертаються з високою швидкістю. Найвищою швидкістю обертання відрізняється Юпітер. Величезна планета робить повний оборот навколо своєї осі за 9,9 години. Але і магнітне поле Юпітера по напруженості не знає собі рівних - 420000 гам! Асиметрія магнітосфери Юпітера теж виняткова: 7 мільйонів кілометрів з денною боку і 800 мільйонів - з нічної. Різниця більш ніж стократна. Є за що вхопитися магнітному полю Сонця! Є за що розкрутити гігантську планету! Ось вона і крутиться.

Наступні за Юпітером великі планети Сатурн, Уран і Нептун теж обертаються швидко. Повільніше Юпітера, але не на багато. Напруженість магнітних полів цих планет в 10 - 20 разів слабкіше юпитерианской, проте вона досить висока. Магнітосфери планет теж сильно витягнуті в нічну сторону, що і забезпечує цим далеким супутникам Сонця високу швидкість обертання.

Земля і Марс обертаються майже з однаковою швидкістю - один оборот в добу. Марс трохи повільніше. За Землі питань не виникає. У Землі розвинене магнітне поле (31000 гам). Земна магнітосфера витягнута в нічну сторону на двадцять екваторіальних діаметрів (майже на 250 тисяч кілометрів). Активне добове обертання Землі має під собою достатні підстави. Так було, так є і так буде, мабуть, ще дуже довго. А ось Марс викликає подив. Чи не занадто швидко він обертається при його-то більш ніж скромному магнітному полі? Напруженість магнітного поля Марса в 500 або навіть в тисячу разів слабкіше земного, а його магнітосфера витягнута в нічну сторону всього на 26 тисяч кілометрів. Це в десять разів менше, ніж у Землі. Проте Марс обертається майже так само швидко, як і Земля. Чи не тому, що він за обсягом і масі поступається Землі теж мало не в десять разів?

Таким чином, причиною обертання планет (і взагалі супутників) є взаємодія планетних (супутникових) магнітних полів з сонячним магнітним полем (полем експанта), а швидкість обертання планет (і взагалі супутників) залежить від напруженості магнітних полів взаємодіючих об'єктів. Непряме вплив на швидкість обертання надає, ймовірно, маса супутників, нестабільність їх магнітних полів, а можливо і якісь інші невідомі регулятори. Вивести розрахункову формулу залежності частоти обертів планети від очевидних і тим більше від прихованих чинників поки не представляється можливим.

Для більшості планет Сонячної системи характерно пряме обертання. Прямим прийнято називати обертання, що збігається по напрямку з обертанням Сонця. Зворотним, або ретроградним, називається протилежне обертання. Обертання планети виявляється прямим в тому випадку, коли північний полюс Сонця і південний - планети спрямовані в одну сторону від площини екліптики. Зворотне обертання спостерігається в іншому випадку - коли планета і Сонце звернені в одну сторону однойменними полюсами.

З планет Сонячної системи ретроградним обертанням відрізняються Уран, Плутон і Венера.

Якщо планета орієнтована правильно, то вісь її магнітного поля збігається з віссю обертання планети або відхилена від неї не дуже істотно. Зовсім інша картина спостерігається у планет зі зворотним обертанням. Показовим у цьому відношенні Уран.

Ось що пише відомий популяризатор астрономії Патрік Мур ( «Астрономія з Патріком Муром», Москва, 2001 г.): «Уран обертається досить дивним чином, так як його вісь обертання нахилена до перпендикуляру під кутом більше 90 °, що призводить до виникнення абсолютно незвичайного календаря. Причини цього явища невідомі. Припущення про те, ніби планета подібного розміру може «перевернутися» в результаті зіткнення з яким-то масивним об'єктом, здається абсолютно непереконливим, але коли мене просять придумати краще пояснення, я змушений визнати свою поразку ».

П Річіна вихідної аномальної орієнтації відносно Сонця Плутона, Урана і Венери не знає ніхто. Можливо, це просто справа випадку. Так Природа захотіла. Але зрозуміти причину розбіжності осей обертання і осей магнітних полів цих планет можна. Насправді експанту далеко не байдуже, як обертаються його супутники. Він, експант, докладає титанічних зусиль до того, щоб привести всі свої супутники до нормальної оріентаціі.Ось обертання Урана нахилена до орбіти планети під кутом 97 ° 59 '.

Кут нахилу понад 90 ° виключає пряме обертання. Інша справа - вісь магнітного поля Урана. По відношенню до осі обертання планети вона нахилена під кутом 58 ° 36 '(рис.2).

Це дуже велике відхилення. Кут нахилу магнітної осі планети до орбіти Урана становить 39 ° 23 '.

Виходить, що у матеріального тіла планети обертання зворотне, а магнітна вісь, і разом з нею магнітне поле Урана, обертаються вже в прямому напрямку. Магнітна вісь планети не тільки нахилена до осі обертання Урана під жахливо великим кутом. Вона ще й різко зміщена щодо геометричного центру планети в напрямку нахилу осі.

Так змістити вісь, так вивернути магнітне поле планети може тільки інше більш сильне магнітне поле - поле Сонця.

У кілька спрощеному і схематизованому вигляді картина буде виглядати так, як показано на рис.2. Пара протилежно спрямованих сил F магнітного поля Сонця, прикладених до різних кінцях урановской магнітної осі, утворюють крутний момент, націлений на зменшення кута нахилу цієї осі. Зміщені силові лінії магнітного поля Урана, що входять в матеріальну плоть планети, силкуються повернути урановий куля в напрямку його магнітної осі. Але не так це просто. Абсолютна величина крутного моменту невелика, а куля масивний. Процес йде, але швидкість повороту планети зникаюче мала. Не думаю, що комусь із моїх сучасників пощастить побачити Уран обертається в прямому напрямку. Для того щоб скоротити кут нахилу осі обертання планети хоча б на 9 - 10 ° потрібні, можливо, тисячі і тисячі років.

У схожому становищі перебуває і Плутон (рис.3).

Тільки кут нахилу його осі обертання до орбіти планети ще більше - 118 ° 7 ', а магнітне поле планети невловимо мало. Величина ж крутного моменту залежить не тільки від напруженості магнітного поля експанта, але і від поля супутника. Отже, для здобуття нормальної орієнтації Плутону потрібно ще більше часу.

Але вже зовсім погані справи у Венери. Магнітне поле Венери виражено ледь помітно, а кут нахилу осі обертання до орбіти планети становить 178 °. Тобто її нинішня орієнтація діаметрально протилежна нормальної. При венеріанський слабкому магнітному полі розвернутися на 180 ° це небесне тіло, ймовірно, не зможе ніколи. Для нормалізації відносин з грізним експантом у Венери залишається тільки один вихід - змінити полярність. Подібні метаморфози в Сонячній системі, мабуть, теж не виключаються.

Післямова

Главою про обертання планет я закінчив публікацію теорії утворення Сонячної системи. За час публікації цього матеріалу на сайті зазначено понад 24-х тисяч відвідувань. Робота стала широко відомою серед фахівців, знавців і любителів астрономії. Після цієї публікації, нехай навіть і комп'ютерної, стверджувати, що будь-які було супутникові системи можуть виникати з газо-пилових хмар, буде щонайменше безглуздо.

Що далі? А далі зірки і зоряні скупчення, галактики і скупчення галактик, нові і найновіші, пульсари і квазари. Все це на основі принципу захоплення і в світлі нового уявлення про Всесвіт.

В панівних нині наукових течіях багато дивного: темна матерія, темна енергія, чорні діри, кротові нори. Містика!

«В техніці завжди все просто» - говорив мій хороший знайомий інженер-механік Аркадій Васильєв.

«Природа надзвичайно проста і сама для себе зручна» - стверджував і великий мислитель Ісаак Ньютон.

Я знаю іншу Всесвіт. Вона стаціонарна, функціонує відповідно до відомими законами фізики і небесної механіки, доступна для здорового глузду і передбачувана. Про таку Всесвіту і буду писати (якщо буду).

Григорій Кописов 01.03.2012 р

<<< назад далі >>>