Kosmogonické hypotézy v rámci hlavního předmětu poskytují vysvětlení vzniku a vývoje Země, Sluneční soustavy, Galaxie a Vesmíru [1] . Kvůli omezeným vědeckým znalostem nejstarší hypotézy (protože Země byla považována za jedinou planetu) popisovaly vzhled naší planety, země a oceánů (dosud je tato mytologie soustředěna v různých náboženských textech, které svou autoritou tyto hypotézy posilují) .
století, kdy vešla ve známost existence sluneční soustavy, skládající se z velkých planet rovných svým nebeským postavením, astronomové a fyzici na základě newtonovské mechaniky rozvíjeli hypotézy o formování planetárních soustav - našich i těch možné v jiných hvězdách. Jak se naše vize vesmíru dále rozšiřovala, rozsah takových hypotéz se rozšířil o Galaxii a kupy galaxií (60. léta), rozsáhlou strukturu vesmíru a kvantové efekty v jeho počátku [1] . Řetězec vývoje kosmogonických hypotéz nelze ani dnes považovat za úplný, ale zpětně lze uvažovat o té či oné dokončené hypotéze a perspektivách nových, stále se vyvíjejících.
Vstupem pro kosmogonické hypotézy je jak výchozí stav hmoty (složení, hustota, diferenciace), tak fyzikální zákony známé autorům hypotéz. Neustálá změna v zavazadle znalostí o stavu hmoty ve Vesmíru a nové fyzikální zákony tedy způsobují další vývoj hypotéz založených na výchozích datech.
Ty se dělí na katastrofické a evoluční. Katastrofické pocházejí ze vzniku planetárního systému během náhodného rozsáhlého kosmického kataklyzmatu. Tak kdysi populární, Jeansova hypotéza vysvětlovala vznik našeho planetárního systému ze sluneční hmoty vyvržené během blízkého průchodu jiné hvězdy vedle Slunce. Protože takový průchod je nepravděpodobný kvůli velkým mezihvězdným vzdálenostem, život vznikající na Zemi musí být téměř unikátní událostí. Později byla kvůli neschopnosti vysvětlit rysy naší planetární soustavy zamítána jedna katastrofická hypotéza za druhou a dnes, po objevení tisíců mimozemských planetárních soustav, zcela převažují evoluční či mlhovinové hypotézy [2] [3] .
Podle filozofa Immanuela Kanta vznikly planety a Slunce z obřího studeného prachového mračna. Po zhuštění vytvořily náš planetární systém [4] . Pak nebylo známo, že hlavními složkami Slunce jsou vodík a helium - hypotéza tedy nevysvětluje diferenciaci hmoty Slunce a planet ve složení. Neexistuje žádné vysvětlení, jak byl lví podíl na momentu rotace soustavy přenesen na planety, přičemž 98,5 % hmotnosti soustavy tvoří Slunce.
Astronom Pierre Laplace předložil teorii vzniku sluneční soustavy z oblaku horkého plynu. Jak se plyn ochlazoval, stlačoval se a rozpadal na samostatné shluky. Největší z nich se stalo Sluncem, z menších planety [4] . Stejně jako Kantova hypotéza ani Laplaceova původní hypotéza nedokáže vysvětlit přenos točivého momentu na vnější planety – to se stalo možným po objevu magnetického pole Slunce, studiu jeho struktury, trvání a vývoje hvězd. V Laplaceově době se nevědělo, jak dlouho Slunce a Země již existovaly, za zdroj sluneční energie se považovala komprese nebo ostřelování meteoritem, které dalo Slunci život na několik milionů let.
Mylně rozšířený názor, podle kterého se hypotézy Kanta a Laplacea shodují. V nich se již vlastnosti primární mlhoviny liší a veškerý její vývoj se radikálně rozchází. Laplaceova hypotéza má díky Rocheovým dílům ( "Essai sur la constitution et l'origine du système solaire", 1875) určité právo na místo v astronomických pojednáních. Kantova hypotéza je v příliš mnoha bodech v rozporu se základními zákony mechaniky a má pouze historický význam.
V roce 1919 předložil anglický astrofyzik J. Jeans hypotézu, podle níž všechny objekty sluneční soustavy vznikly z hmoty Slunce, které se z ní vytrhlo v důsledku těsného průchodu nějaké hvězdy vedle ní. [4] . Vyvržená látka se zpočátku pohybovala po velmi protáhlé trajektorii, ale postupem času se v důsledku odporu prostředí, které sestávalo z malých kapiček téže sluneční látky, dráhy velkých shluků staly téměř kruhovými. Na základě této hypotézy z toho vyplynulo, že formování planetárních systémů kolem hvězd je extrémně vzácná událost, protože většina hvězd v galaxii taková setkání za celou dobu své existence nezažije ani jednou.
Z fyzikálního hlediska se Jeansova hypotéza ukázala jako neudržitelná. Experimentální data ukazují, že specifický moment hybnosti obsažený ve Slunci je o řád menší než u planet. Výpočty N. N. Pariyského potvrdily, že látka vytržená ze Slunce na něj měla buď spadnout zpět, nebo být odnesena hvězdou, která ji vytrhla.
Akademik V. G. Fesenkov , jako odpůrce kosmogonické teorie O. Yu. Schmidta , sám vytvořil několik hypotéz o vzniku sluneční soustavy, žádná však nebyla podrobně rozpracována.
Takže v jedné z raných hypotéz V. G. Fesenkov předpokládal, že planety vznikly z plynných hmot, které se oddělovaly od Slunce během jeho rotace. Tento předpoklad byl umožněn tím, že se v té době předpokládalo, že všechny hvězdy se rodí horké, ale postupem času se zbavují části hmoty, snižují teplotu a pohybují se podél hlavní sekvence Hertzsprung-Russellova diagramu .
V polovině 50. let 20. století se pozice Schmidtovy teorie, že planety vznikly ze studeného plyno-prachového prostředí, stala obecně uznávanou. Na základě toho V. G. Fesenkov navrhl, že planety vznikly z chladného plyno-prachového mraku, který obklopoval mrak, ze kterého vzniklo Slunce, které již mělo přebytečnou zásobu rotace. Odtok hmoty v rovníkové rovině vycházejícího Slunce zvýšil hustotu plyno-prachového prostředí v této rovině, což umožnilo vznik planetárních embryí o hustotě asi 10 −5 g/cm 3 . Vznik planet musel začít z periferie sluneční soustavy.
Schmidt uvádí jinou verzi rozložení momentů pohybu planet za předpokladu jejich samostatného vzniku (v různých částech oblaku). Mechanismem ztráty momentu má být vyvržení hmoty z formujících se protoplanet. Schmidtovy myšlenky byly podporovány a rozvíjeny anglickým astrofyzikem Littletonem . Schmidtova hypotéza si však stejně jako všechny předchozí nedokáže poradit s nevysvětlitelně pomalou rotací Slunce, sklony drah planet a obrácenou rotací Uranu [2] .
Většina předpokládala společný vznik planet a Slunce a také dalších hvězd. Z obecné série vynikly katastrofické, které naznačovaly vzhled jako náhodný výsledek kataklyzmatu. Nejobtížnějším momentem takových hypotéz byla otázka stability záření hvězd (zejména Slunce) v geologickém čase. Moderní teorie hvězdné evoluce je založena na nukleosyntéze probíhající v hlubinách těchto nebeských těles .
Časné hypotézy byly založeny pouze na newtonovské mechanice . Příkladem jsou stavby Swedenborga.
Swedenborgova (1732) hypotéza je pozoruhodná jako poslední a nejpropracovanější z těch, které nejsou založeny na zákonu přitažlivosti. Swedenborg vycházel z Descartovy vortexové teorie a ve své „Principia rerum naturalium“ (sekce „de Chao Universali solis et planetarum“) popisuje vznik světa následovně: vlivem tlaku světové hmoty vznikají spíše husté aglomeráty (hvězdné zárodky). ) se objevují místy a v nich díky inherentním částicím hmoty mají sklon k pohybu ve spirálách tvoří víry. Tyto víry zachycují částice hmoty jiného řádu a z nich vzniká něco jako kulovitá tmavá kůra, rotující kolem již zářícího středu – slunce. Vlivem odstředivé síly se tato kůra ztenčuje, nakonec praskne, z jejích úlomků se vytvoří prstenec kolem Slunce, který se zase roztrhá na kusy, ze kterých vzniknou planety.] a na tzv. hypotéze tzv. primární mlhovina - beztvará, extrémně řídká homogenní [Chemické složení Crookes nazval mlhoviny protyle; z tohoto protylu podle jeho názoru vznikly všechny chemické prvky.] akumulace hmoty.
Všechny takové kosmogonické hypotézy nelze považovat za součást astronomie jako exaktní vědy. V nich jsou výchozí okolnosti i podmínky vývoje zcela libovolné, mnohé detaily si odporují navzájem i existujícími jevy. Tyto hypotézy jsou jen příkladem toho, jak by se systémy jako sluneční soustava mohly vyvíjet bez zvláštních úseků a téměř bez zjevných rozporů se zákony mechaniky . Přesunutím od Swedenborga a Kanta k Laplaceovi a Rocheovi a poté k D. Darwinovi se úkol zužuje – od celého vesmíru ke sluneční soustavě a ke vzniku jednoho satelitu. Zároveň se uvažování postupně přesouvá na pevnější půdu.
Umožňuje věčnou existenci „chaosu“ jako temné a studené mlhoviny. V důsledku smršťování způsobeného přitažlivostí se hmota zahřála a začala slabě zářit, stejně jako mlhoviny objevené fotografií. „Proudy“ hmoty proplouvají chaosem v různých směrech. Na některých místech se v důsledku setkání opačných toků získávají víry - předchůdci spirálních mlhovin a za nimi různé hvězdné systémy. Hlavním typem těchto systémů jsou blízké dvojhvězdy a vícenásobné hvězdy, kde jsou hmoty distribuovány poměrně rovnoměrně a hvězdy, z nichž se skládá, rotují kolem společného těžiště. Pro vznik soustavy podobné naší sluneční soustavě byly zapotřebí mimořádně příznivé podmínky. Fai trval na tom, že planetární systémy jsou mezi hvězdnými světy vzácnou výjimkou. Tam, kde nedocházelo k setkávání pohybů v chaosu, nevznikaly víry, ale pomalu houstnoucí oblaka malých horkých těles (příklad je to v souhvězdí Herkula, Kentaura). Výsledná síla newtonovské vzájemné přitažlivosti jednotlivých částic v takovém systému směřuje vždy ke středu systému a je přímo úměrná vzdálenosti částice od něj. Stejný zákon sil panoval v naší soustavě před vznikem Slunce. Výsledkem je, že prstence vytvořené uvnitř mlhoviny dávají vzniknout planetám s přímou rotací kolem svých os. Mezitím se vytvoří centrální kondenzace - slunce, jehož hmotnost nakonec daleko převyšuje hmotnost zbývající mlhoviny, a zákon sil se změní: začne převládat centrální přitažlivost, nepřímo úměrná druhé mocnině vzdálenosti. Všechny částice mlhoviny se již pohybují podle Keplerových zákonů. Planety, které ještě nestihly vzniknout z prstenců, dostávají opačnou rotaci. Podle Fayeovy hypotézy jsou tedy Země a vnitřní planety starší než Slunce a je starší než Uran a Neptun. Přes trefnou poznámku o obrácení zákona sil vysvětluje Fayova hypotéza některé body (např. vznik prstenců) méně uspokojivě než hypotéza Laplace-Roche. Ani jeho hlavní cíl – vysvětlit anomální rotaci Uranu a Neptunu – nebyl plně dosažen.
V době Laplacea se věřilo, že rotující kapalná hmota musí mít formu rotačního tělesa, aby byla rovnováha. Proto k hypotetickému rozdělení hmoty na části nevyhnutelně došlo ve formě kruhových prstenců. Jacobi (1856) byl první, kdo poukázal na triaxiální elipsoid jako formu rovnováhy pro rotující tekutinu, a tím položil základ pro novou studii. Poincaré (1890) zjistil, že jak se rychlost otáčení zvyšuje, Jacobiho elipsoid přechází do jiné, „hruškovité“ (apioidní) formy rovnováhy; další zvýšení rychlosti by mělo způsobit, že se celá hmota rozpadne na dvě nestejné části. D. Darwin došel ke stejným výsledkům opačným způsobem. Při zkoumání slapové interakce dvou blízkých hmot vyvodil, že takové hmoty musely dříve tvořit jednu, jejíž postava se těsně blíží apioidu Poincaré. Žádná z výše uvedených hypotéz nevysvětluje vznik planety z prstence; tím pravděpodobnější je nový závěr, podle kterého je vznik prstence zcela anomálním jevem a ve sluneční soustavě proběhl pouze jednou (u asteroidů), přesto planety a satelity vznikly oddělením klubu hmoty. Pokud byla utržená palice příliš malá, nestihla se vzdálit od větší masy a byla roztrhána na kusy vlivem přílivu a odlivu. Příkladem toho jsou prstence Saturnu, jejichž skutečná geneze jako rozptýleného satelitu byla objasněna již v Roche (1848). Pro systém Měsíc-Země lze Darwinův výzkum označit za velmi úspěšný; jsou méně důležité pro vývoj jiných planet. Pouze pro systém satelitů Marsu dávají nová vysvětlení. Viz aplikovaný závěr D. Darwina na hvězdné systémy. Poukázal (1893) na podobnost obrazců nalezených Poincaré a Darwinem s dvojitými mlhovinami a vysvětlil významné excentricity drah většiny dvojhvězd slapovou akcí. Xi potvrzuje Faiův názor, že planetární systémy jsou ve vesmíru výjimkou, zatímco typ dvojhvězd bez planet dominuje. Všechny nastíněné kosmogonické teorie mají společné slabé stránky, které by snad měly být připsány samotné hypotéze prapůvodní mlhoviny. Počátky této hypotézy spatřujeme ve vysvětlení nových hvězd z let 1572 a 1606 Tycho Brahe a Keplerem. Halley v roce 1714 hovoří o všudypřítomné a věčné existenci hmoty ve vzácném stavu. Paralelně se spekulacemi Kanta a Laplacea dospěl V. Herschel z pozorování k hypotéze o mlžné hmotě. Myslel si, že v různých mlhovinách vystopuje všechny fáze vývoje hvězd. O něco později Lord Ross ukázal, že mnoho z těchto mlhovin se rozpadlo na jednotlivé hvězdy, a tím otřásl důvěryhodností hypotézy. Spektrální analýza však potvrdila, že existují svítící plynné hmoty s velmi slabým spojitým spektrem, ve kterých vynikají světlé čáry. Ale je třeba přiznat, že hypotéza o vývoji všech nebeských těles z primární mlhoviny je zcela empirická a zatím nemá žádné skutečné potvrzení.