Происхождение солнечной системы (гипотеза О. Ю. Шмидта)


Теория происхождения Земли О. Ю. Шмидта

Впервые наиболее соответствующую современным взглядам и достижениям науки гипотезу о происхождении нашей планеты предложил известный советский ученый, академик О. Ю. Шмидт и развили его ученики. По этой теории Земля образовалась путем объединения твердых частиц и никогда не проходила через «огненно-жидкую» стадию. Высокая температура земных недр объясняется накоплением тепла, выделяющегося при распаде радиоактивных элементов, и лишь в малой степени — теплом, выделившимся при ее образовании.

По гипотезе О. Ю. Шмидта рост Земли происходил за счет частиц, выпадавших на ее поверхность. При этом кинетическая энергия частиц переходила в тепловую. Поскольку выделение тепла происходило на поверхности, большая часть его излучалась в пространство, а небольшая доля шла на нагревание поверхностного слоя вещества. Сперва нагревание возрастало, так как увеличение массы, а вместе с тем и притяжение Земли увеличивало силу ударов. Затем по мере того, как вещество исчерпывалось, процесс роста замедлялся, а нагревание стало уменьшаться. По расчетам советского ученого В. С. Сафронова, наибольшую температуру должны были приобрести те слои, которые находятся ныне на глубине около 2500 километров. Их температура могла превышать 1000°. Но центральные и наружные части Земли были вначале холодными.

Разогрев Земли, как полагают академик В. И. Вернадский и его последователи, целиком обусловлен действием радиоактивных элементов. Вещество Земли содержит небольшую примесь радиоактивных элементов: урана, тория, радия. Ядра атомов этих элементов непрерывно распадаются, превращаясь в ядра других химических элементов. Каждый атом урана и тория, распадаясь, сравнительно быстро превращается в целый ряд промежуточных радиоактивных атомов (в частности, в атом радия) и в конце концов в устойчивый атом того или иного изотопа свинца и несколько атомов гелия. При распаде калия образуются кальций и аргон. В результате распада радиоактивных элементов выделяется тепло. Из отдельных частиц это тепло легко ускользало наружу и рассеивалось в пространстве. Но когда образовалась Земля — тело огромных размеров, тепло стало накапливаться в ее недрах. Хотя в каждом грамме земного вещества за единицу времени (например, за год) выделяется очень мало тепла, за миллиарды лет, в течение которых существует наша планета, его накопилось так много, что температура в очагах недр Земли достигла предельно высокого уровня. Согласно расчетам, поверхностные части планеты, из которых тепло и сейчас продолжает медленно ускользать, вероятно, уже прошли через стадию наибольшего разогрева и начали остывать, но в глубоких внутренних частях разогрев, по-видимому, еще продолжается.

Однако нужно заметить, что, по данным вулканологии и петрографии, мы не находим в земной коре пород, которые образовывались бы при более высоких температурах чем 1200°. И на некоторой глубине их температура обычно ниже, ибо наблюдения показывают, что на воздухе при окислении составных частей, например железа, их температура повышается приблизительно на 50°. Глубинные породы содержат примерно такие же минералы, и, следовательно, температура их образования не выше. Более того, ряд других минералов и обломков углей, включенных в глубинных породах, а также включений в минералах говорят о более низкой температуре глубинной магмы, чем у лавы. Этот разогрев недр никак не отражается на поверхности Земли и на условиях жизни на ней, потому что температура поверхности определяется не внутренним теплом, а теплом, получаемым от Солнца. Из-за малой теплопроводности Земли поток тепла, приходящий из ее недр к поверхности, в 5000 раз меньше потока тепла, получаемого от Солнца.

Вещество Солнца также содержит некоторое количество радиоактивных элементов, но выделяемая ими энергия играет ничтожную роль в поддержании его мощного излучения. Во внутренних частях Солнца давление и температура столь высоки, что там непрерывно происходят ядерные реакции —объединение ядер атомов одних химических элементов в более сложные ядра атомов других элементов; при этом выделяется огромное количество энергии, которая и поддерживает в течение многих миллиардов лет излучение Солнца.

С разогреванием Земли, по-видимому, тесно связано происхождение атмосферы и гидросферы. Вода и газы попали на Землю вместе с твердыми частицами и телами, из которых она образовалась. Хотя температура частиц в зоне планет земной группы была слишком высокая для того, чтобы могло происходить замораживание газов, но и в этих условиях газовые молекулы обильно «налипали» на поверхность частиц. Вместе с этими частицами они вошли в состав более крупных тел, а затем и в состав Земли. Кроме того, как отметил О. Ю. Шмидт, в зону планет земной группы могли залетать ледяные тела из зоны планет-гигантов. Не успев прогреться и испариться, они могли падать на Землю, отдавая ей воду и газы.

Нагревание — лучший способ изгнать из твердого тела находящиеся в нем газы. Поэтому разогревание Земли сопровождалось выделением газов и водяных паров, содержащихся в небольшом количестве в земных каменистых веществах. Прорвавшись на поверхность, водяные пары сгустились в воды морей и океанов, а газы образовали атмосферу, состав которой первоначально существенно отличался от современного. Теперешний состав земной атмосферы в значительной мере обусловлен существованием на поверхности Земли растительной и животной жизни.

Выделение газов и водяных паров из недр Земли продолжается и поныне. При вулканических извержениях в атмосферу в большом количестве выбрасываются водяные пары и углекислый газ, а в разных местах Земли из недр ее выделяются горючие газы.

По последним данным науки, Земля состоит из:

Возможно, вас заинтересует:

Планеты солнечной системы — расположение орбит и краткая характеристика
Что такое вулкан

Теория эволюции

Агрегатное состояние вещества

Химический состав планет

Гипотеза Шмидта

Среди советских ученых наибольшей популярностью пользовалась гипотеза О. Ю. Шмидта. Академик О. Ю. Шмидт заимствовал у И. Канта идею о пылевом облаке и холодном происхождении Земли. Одна из первых работ О. Ю. Шмидта так и называлась «О метеоритном происхождении Земли». У П. Лапласа он заимствовал представления о конденсации горячего газа, его сжатии и уплотнении. Не оставил без внимания он и гипотезу Мультона и Чемберлииа об образовании планетозималий. Наконец, от Дж. Джинса он воспринял идею о том, что момент количества движения планет мог быть привнесен извне, например при встрече туманности с Солнцем. Итак, Солнце встретилось с весьма протяженной газо-пылевой туманностью и захватило ее. Поскольку-Солнце двигалось относительно этой туманности с некоторой скоростью, в ней был создан момент количества движения, не. связанный с вращением Солнца. Вращаясь, туманность уплощалась, в ней начали происходить процессы аккреции, сначала образовались планетозимали, которые затем объединились в планеты. О. Ю. Шмидт разделил процесс планетной космогонии на три этапа:

  1. образование околосолнечного облака (туманности);
  2. образование планет;
  3. эволюция планет (главным образом Земли) от их начального состояния до современного.

Гипотеза О. Ю. Шмидта, переименованная вскоре в теорию, была с энтузиазмом воспринята советскими геологами и геофизиками (но не космогонистами), поскольку в то время, т. е. 30 лет назад, не было никакой другой альтернативы.

К настоящему времени от гипотезы О. Ю. Шмидта сохранило свою актуальность только лишь математическое обоснование возможности формирования планет из каким-то образом возникшего протопланетного газопылевого холодного облака, вращающегося по эллиптическим орбитам вокруг Солнца. О. Ю. Шмидт доказал, что вращающиеся вокруг Солнца частицы пыли или газа неминуемо сольются в планетозимали, агломерация которых приводит к образованию планет, движущихся по круговым орбитам вокруг центрального светила. В областях протопланетного облака, близких к Солнцу, происходило испарение летучих веществ — в первую очередь водорода и гелия. Остававшиеся твердые частицы оказывались обогащенными труднолетучими элементами и соединениями. В более далеких от Солнца частях протопланетного облака, куда почти не проникало тепловое излучение, водород и гелий «вымерзали» на твердых частицах. В этой зоне образовывались планеты-гиганты, обогащенные летучими элементами.

О. Ю. Шмидт считал, что поскольку Земля складывалась из неоднородного вещества, то по мере накопления радиогенного тепла и расплавления более легкое вещество «всплывало» на поверхность, а более тяжелое «тонуло». Так как о составе такого вещества ничего не говорилось, то в общем гениальное предвидение О. Ю. Шмидта о первичной гетерогенности Земли было подвергнуто строгой критике, и даже последователи О. Ю. Шмидта постарались забыть об этой детали его гипотезы.

Гипотезы происхождения Солнечной системы и ее планеты Земля

Умы человечества всегда волновал вопрос происхождения Земли и планет. Многие ученые, в том числе такие гиганты науки как: Р. Декарт в 1644 г., Ж.Л.Л. Бюффон в 1745 г., И. Кант в 1735 г., П.С. Лаплас в 1796 г., С.А. Аррениус в 1913 г., X. Джеффрис и Дж.Х. Джинс в 1917 г., Н. Рассел в 1935 г., О.Ю. Шмидт в 1943 г., Дж. Койпер в 1949 г., выдвигали различные гипотезы образования Солнечной системы. Существует более 200 разнообразных гипотез происхождения звезд, планет и Вселенной, однако наибольшее признание получили лишь некоторые из них. Первым, высказавшим мысль о том, что многие звезды, как и Солнце, окружены планетами и эти системы то возникают, то умирают, был Джордано Бруно в ХVI веке!

Гипотеза Канта-Лапласа.

В 1755 г. в Кенигсберге вышла книга «Общая естественная история и теория неба». Автором труда был немецкий философ Иммануил Кант. Несколько позже (1797 г.) французский математик П.Лаплас опубликовал гипотезу о происхождении планет. По Канту, первозданная Вселенная состояла из хаоса, твердых, раскаленных неподвижных частиц, которые приобрели движение согласно закону всемирного тяготения. По Лапласу, Солнечная система состояла из газовой раскаленной туманности, но, в отличие от кантовской, она сразу получила вращение. По Канту и Лапласу, вращение туманности, наличие разных скоростей вращения – центробежной, центростремительной – привело к обособлению раскаленных сгустков материи – зародышей будущих планет. Эта туманность за счет вращения имела сплюснутую форму. Вращение раскаленной туманности, ускорявшееся по мере ее сжатия, привело под действием центробежной силы к отслоению не только сгустков, но и целых колец материи. Произошло это приблизительно так. Облако медленно вращалось и постепенно сжималось и охлаждалось. Но чем больше сжималась масса, тем быстрее она вращалась. С увеличением скорости вращения увеличивалась центробежная сила. И тогда часть вещества быстро вращающегося облака стала от него отделяться и, наконец, образовались все планеты, вращающиеся каждая по своей орбите вокруг Солнца.

Гипотеза получила название «небулярной» от латинского слова «небус» – туманность – и послужила основой формирования науки о происхождении всех небесных тел – космогонии. Гипотеза Канта – Лапласа более 150 лет считалась ведущей в ряду других космогонических воззрений, но в процессе бурного развития научно-технического прогресса в ней появились бреши. Например, еще при жизни Лапласа астроном В. Гершель, открывший планету Уран, обнаружил, что два его спутника обращаются в обратном направлении, а плоскости их орбит почти перпендикулярны плоскости орбиты самой планеты. Появились и другие ошибки в этой гипотезе.

Гипотеза Шмидта.

В 1948 г. советский ученый-исследователь Арктики О.Ю. Шмидт выдвинул принципиально новую гипотезу образования нашей Земли и планет Солнечной системы из холодного облака межзвездной материи. Несколько миллиардов лет тому назад «наше» Солнце встретило при своем движении во Вселенной большую газопылевую туманность. Значительная часть туманности последовала за Солнцем и стала вращаться вокруг него. Отдельные мелкие частицы слипались в крупные сгустки. Сгустки по мере своего движения также сталкивались друг с другом и обрастали все новым материалом, образуя плотные комья – зародыши будущих планет (рис. 1.3).

Рис. 1.3. Формирование Солнечной системы по гипотезе О.Ю.Шмидта (по Карлович И.А., 2004)

По О.Ю.Шмидту, в период формирования Земли ее поверхность оставалась холодной, сгустки сжимались, за счет этого начался процесс самогравитации вещества, внутренняя часть постепенно нагревалась от тепла, выделяемого при распаде радиоактивных элементов. С годами у гипотезы Шмидта появилось много слабых сторон, одна из них – это предположение о захвате Солнцем части встретившегося газопылевого облака. Исходя из закона механики, для захвата Солнцем вещества необходимо было полностью остановить это вещество, а Солнце должно было обладать громадной силой притяжения, способной остановить это облако и притянуть его к себе. Гипотеза не дает ответа о распределении планет по расстояниям, не отвечает на вопрос образования спутника Земли, Луны, и почему, например, Деймос, спутник Марса, обгоняет Марс.

Гипотеза Амбарцумяна.

По этой гипотезе, в глубинах Вселенной существуют сверхплотные тела, которые делятся на части, образуя звездные ассоциации. Примерно 5 миллиардов лет под влиянием взрыва в звездной ассоциации нашей Галактики возникло массивное сгущение холодной газопылевой материи. Сгущение начало сжиматься и раскручиваться. Силы, действующие в нем, приводили к концентрации материи в центре, сплющиванию облака и отрыву газопылевой массы по краям сгущения. Дальнейшие сжатия материи вызвали рост давлений и температуры. Высокие давления и температура обусловили появление ядерных реакций, превращение водорода в гелий, которые разогрели сгущение до высокой температуры и дали начало «нашему» Солнцу. По периферии Солнца концентрировались отдельные газопылевые скопления – зародыши будущих планет Солнечной системы.

На основе взглядов О.Ю. Шмидта (1944), В. Амбарцумяна (1947), B.C. Сафронова (1969), А.П. Камерона (1975), Е.Л. Рускола (1975), О.Г. Сорохтина и С.А Ушакова (1991), В.И.Зубова и Н.А. Кожина (1996) сформировалась современная теория планетарного образования Земли и других планет Солнечной системы (рис. 1.4). Причиной появления планет нашей системы явился взрыв сверхновой звезды. Ударная волна от взрыва около 5 млрд лет назад сильно сжала газопылевую туманность. Концентрация материального вещества (пыли, смесей газов, водорода, гелия, углерода, тяжелых металлов, сульфидов) оказалась настолько значительной, что это привело к началу термоядерного синтеза, росту температуры, давлению, появлению явления самогравитации в первичном Солнце и зарождению протопланет. Причем, химические реакции, процессы горения всего за несколько десятков миллионов лет разогрели Протосолнце до 900-1000°С. Солнце обрело магнетизм и способность самоизлучать. Давление солнечного ветра, ионизирующие лучи способствовали оттеснению газов, частиц, зародышей планет на периферию протопланетного облака. В начальный период образования протопланет в пределах Солнечной системы преобладали процессы аккреции вещества. Соударение частиц, сгустков и комков в процессе аккреции привело к выделению энергии, которая, в свою очередь, обусловила почти плавление вещества первичных планет – сгустков, и перераспределение вещества по плотности не только в первичных планетах, но и во всем протооблаке. Первичная Земля оказалось связана с Луной приливными взаимодействиями. Более того, Земля была обязана своим существованием первичной Луне. В системе двойной звезды Земля-Луна Луна по объему была больше первичной Земли (Протоземли). Луна могла бы поглотить первичную Землю, как она поглотила множество близко расположенных сгустков космического вещества. Луна своим воздействием «раскрутила» Землю, определила наклон оси ее вращения своей орбитой и массой и обусловила климатическую зональность Земли, возникновение электрического и магнитного полей.

Рис. 1.4. Формирование Солнечной системы:

1 – взрыв сверхновой звезды порождает ударные волны, воздействующие на газопылевое облако; 2 – газопылевое облако начинает фрагментироваться и сплющиваться, закручиваясь при этом;

3 – первичная солнечная небула (туманность); 4 – образование Солнца и гигантских, богатых газом планет – Юпитера и Сатурна; 5 – ионизированный газ – солнечный ветер сдувает газ из внутренней зоны системы и с мелких планетезималей; 6 – образование внутренних планет из планетезималей в течение 100 млн лет и формирование облаков Оорта, состоящих из комет (по Короновскому Н.В., 2002)

Около 4,6-4,5 млрд лет назад планеты двойной звезды Земля-Луна находились довольно близко друг от друга в пределах сил притяжения. Приливные силы Протолуны и Протоземли как бы соревновались друг с другом. Через каждые 18 часов на поверхности планет возникали вспучивания размягченного поверхностного вещества. Амплитуда поднятий (горбов) достигала 1-1,5 километров. Планеты подходили настолько близко друг к другу, что вещество горбов, порой в виде брызг, перетекало на Луну или Землю. Так как Луна была крупнее и более активно влияла на Землю, то на поверхности Земли образовалась система более крупных приливных горбов. Возникновение нескольких приливных горбов на Земле привело к увеличению угловой скорости ее вращения. Близкое приближение Протолуны к Протоземле вызвало разрушение Протолуны. Внешняя оболочка Протолуны оказалась сорвана и «перетекла» на Протоземлю. Обновленная и облегченная Луна переместилась на соседнюю орбиту и стала естественным спутником Земли.

В отличие от быстрого разогрева Протосолнца, разогрев первичных планет Солнечной системы протекал медленно. Предполагается, что формирование основной массы Земли произошло за 100 млн лет. В начальный этап Земля представляла собой планету, в которой только начался процесс дифференциации вещества. Около 4,5 млрд лет назад молодая Земля представляла собой неуютную, холодную планету, покрытую слоем космической пыли. Вещественный состав планеты был почти однородным. Преобладали в составе Земли ультраосновные магматические породы. Плотность вещества на поверхности была 3,9 г/см3, а в центре планеты не выше 7 г/см3. Появление процессов химико-плотностной дифференциации вещества Земли привело к явлению конвекции первичного вещества, расслоению его по плотности на геосферы, происхождению гидросферы и атмосферы.

В целом формирование геосфер Земли объяснимо с позиций двух предположений: об однородности состава первичной Земли и ее относительно меньшем исходном теплозапасе по сравнению с современным. По данной модели главным двигателем эволюции Земли является процесс химико-плотностной дифференциации вещества, который ведет к образованию плотного окисно-железного ядра, силикатной оболочке, мантии с ее конвенктивными течениями (рис. 1.5).

Рис. 1.5. Схема конвективных течений вблизи границы мантия-ядро и формирование восходящих потоков в мантии (по Сорохтину О.Г., 1979)

Конвективные течения

– перемещения масс жидкости или газа вследствие разницы температур в отдельных местах среды и соответствующей разницы плотности.

Земля дифференцирована по свойствам и составу вещества. Когда и как произошла эта дифференциация? На этот счет существуют две наиболее распространенные точки зрения. Ранняя из них полагала, что первоначальная Земля, сформировавшаяся сразу после аккреции из планетезималей, состоящих из никелистого железа и силикатов, была однородна и только потом подверглась дифференциации на железо-никелевое ядро и силикатную мантию. Эта гипотеза получила название гомогенной аккреции.

Более поздняя гипотеза гетерогенной аккреции

заключается в том, что сначала аккумулировались наиболее тугоплавкие планетезимали, состоящие из железа и никеля, и только потом в аккрецию вступило силикатное вещество, слагающее сейчас мантию Земли от уровня 2900 км. Эта точка зрения сейчас, пожалуй, наиболее популярна, хотя и здесь возникает вопрос о выделении внешнего ядра, имеющего свойства жидкости. Возникло ли оно после формирования твердого внутреннего ядра, или внешнее и внутреннее ядра выделялись в процессе дифференциации? На этот вопрос однозначного ответа не существует, но предпочтение отдается второму варианту. Процесс аккреции, столкновение планетезималей размером до 1000 км, сопровождался большим выделением энергии с сильным прогревом формирующейся планеты, ее дегазацией, т.е. выделением летучих компонентов, содержащихся в падавших планетезималях. Большая часть летучих при этом безвозвратно терялась в межпланетном пространстве, о чем свидетельствует сравнение составов летучих в метеоритах и породах Земли. Процесс становления нашей планеты по современным данным длился около 500 млн лет и проходил в три фазы аккреции. В течение первой и главной фазы Земля сформировалась по радиусу на 93-95% и эта фаза закончилась к рубежу 4,4-4,5 млрд лет, т.е. длилась около 100 млн лет. Вторая фаза, ознаменовавшаяся завершением роста, длилась около 200 млн лет. Наконец третья фаза продолжительностью до 400 млн лет (3,8-3,9 млрд лет окончание) сопровождалась мощнейшей метеоритной бомбардировкой, такой же как и на Луне.

После образования земного ядра (на границе архея и протерозоя), содержащего около 63% современной массы, дальнейший рост Земли происходил уже более спокойно и равномерно по тектономагматическим циклам. Таких циклов ученые-тектонисты насчитали за последние 3 млрд лет около 14. Значительная тектоническая активность на Земле наблюдалась около 2,6 млрд лет назад, перемещение литосферных плит в то время происходило со скоростью 2-3 м в год. Поверхность Земли была окутана плотной углекисло-азотной атмосферой с давлением до 4-5 атм и температурой до +30…+100 °С. Возник первый неглубокий Мировой океан, дно которого было покрыто базальтами и серпентинитом.

В раннем протерозое произошло насыщение первичной водой серпентинитового слоя океанической коры. Серпентинизация океанической коры привела к связыванию избытка СО2 в карбонатные системы. Это сразу сказалось на снижении парциального давления углекислого газа в первичной атмосфере. В свою очередь, уменьшение углекислого газа в атмосфере привело к резкому снижению температуры на поверхности Земли. Появление кислорода и озонового слоя в атмосфере способствовало формированию биосферы и географической оболочки.

По мнению В.Н. Вернадского, все многообразие природных ресурсов Земли обусловлено взаимодействием ее верхних оболочек: литосферы, атмосферы, гидросферы и биосферы. В образовании природных ресурсов прослеживается периодичность, обусловленная геологическими и геохимическими циклами. Самостоятельным циклом принято считать галактический год продолжительностью 176 млн лет. Каждому галактическому году соответствует эпоха горообразования. За последние 570 млн лет произошло 3 галактических года и 24 цикла. Продолжительность каждого цикла 22 млн лет. Установлено, что по крайней мере 24 раза в земной коре происходило накопление разнообразных минералов, горючих сланцев, угля, нефти, газа, солей, фосфоритов, меди, марганца, полиметаллов. Распределены минеральные ресурсы крайне неравномерно на материках и в океанах.

Процесс расслоения, дифференциации недр происходил на всех планетах, но на Земле он происходит и сейчас, обеспечивая существование жидкого внешнего ядра и конвекцию в мантии. Атмосфера и гидросфера возникли в результате конденсации газов, выделявшихся на ранней стадии развития планеты.

Отто Юльевич Шмидт – герой, мореплаватель, академик и просветитель

К 125-летию со дня рождения и 60-летию со дня смерти Отто Юльевича Шмидта

Вопрос о том – «Чем же знаменит Отто Юльевич Шмидт?» – задавать не принято. Все знают его как полярного исследователя и путешественника положившего жизнь на освоение Арктики. «Красным Колумбом» называли его в тридцатые годы прошлого века.

Но это еще и талантливый математик, блестящий организатор, член Наркомата просвещения СССР, альпинист. Он разрабатывал космогоническую гипотезу образования тел Солнечной системы в результате конденсации околосолнечного газово-пылевого облака. +++

Отто Юльевич Шмидт первым создал полярную научную станцию, первым прошел Северным Морским путем, зимовал на льдине, создал дрейфующую станцию, первым побывал на Северном полюсе, был правительственным комиссаром Земли Франца-Иосифа, возглавлял ГлавСевМорПуть, Арктический институт. Именно он «оседлал» Арктику для России.+++

Он раньше всех понял значение Севера для страны, экономические и научные возможности, которые открывает изучение Арктики, доказал, что надо тратить ресурсы и научные силы на ее освоение, и что это даст необходимый экономический и научный рост.+++

К его опубликованным и неопубликованным трудам сегодня обращаются все те кто продолжает дело изучения и освоения Арктики и Российских «Северов». В год 125-тилетнего юбилея Отто Юльевича невозможно не помянуть «добрым тихим словом» за его выдающиеся заслуги перед государством Российским и мировой наукой. +++

Отто Шмид: «По своему самосознанию я русский человек»

Отто Юльевич Шмидт родился в Могилеве, Российской империи, 30 сентября (18 сентября по ст. стилю) 1891 года. По своему социальному происхождению из Отто скорее всего получился бы портной или сапожник и уж явно не академик, государственный деятель и знаменитый путешественник. +++

Предки его по отцовской линии были из немцев-хуторян, перебравшихся в Курляндию (Латвию) во второй половине XVIII века, а по материнской – латыши с соседнего хутора. +++

В семье Шмидтов говорили на трех языках: русском, немецком и латышском. При этом сам Отто Юльевич позднее отмечал, что согласно своему самосознанию он является русским. Отец будущего академика служил мелким торговым служащим сначала в Могилеве, затем в Одессе. Здесь же прошло и раннее детство Отто Шмидта, а также первые годы его учебы. Помимо него, в семье было еще четверо детей. +++

Мальчиком О.Ю. Шмидт проявил незаурядную любознательность и стремление к знаниям, поразившие латышского деда Фрициса Эргле, на хуторе которого семья гостила каждое лето. На семейном совете отец матери Отто Юльевича сказал: «Если мы все сложимся, мы сможем отдать его учиться в гимназию, а не ремеслу». +++

Из за переездов семьи мальчик учился в гимназиях Могилева, Одессы и Киева. В 1909 году Отто Юльевич окончил Киевскую классическую гимназию с золотой медалью и поступил на физико-математический факультет Киевского университета.+++

Основа научной, общественной и государственной деятельности – точный и скрупулезный расчет

Отто еще не исполнилось и 16 лет, как его охватила идея стать ученым. Он подошел к свой мечте с точки зрения научного расчета – составил списки необходимой литературы с примерным количеством страниц и часов. В итоге юного исследователя постигло глубокое разочарование – никакой человеческой жизни не хватит, чтобы выполнить задуманную программу – ведь на то, чтобы прочитать самое нужное и познавательное, ему понадобилось бы 1000 лет!+++

Однако научная страсть подвергать все стоящие перед ним цели и задачи скрупулезному расчету и прогнозу, стала отличительной стороной познавательной, государственной и общественной деятельности О.Ю. Шмидта. +++

Уже на первом курсе университета он написал научную работу, о которой заговорили математики. В 1913 году Отто Шмидт окончил университет и был оставлен при нем для подготовки к профессорскому званию. +++

О.Ю. Шмидт вовсе не был «ученым червем» науки – его отличала незаурядное жизнелюбие, общественная энергия и блестящие организаторские способности. Молодой ученый возглавил объединение научной молодежи университета (Молодая академия), стремившейся к реформе высшей школы. При этом он тяжко и хронически болел туберкулезом легких.+++

В 1916 году Отто Юльевич Шмидт сдал экзамены на степень магистра и был утвержден в должности приват-доцента. В это же время вышел труд Шмидта «Абстрактная теория групп», признанный крупным вкладом в алгебру.+++

Тогда же он стал и служащим Киевской городской управы, занявшись обеспечением населения продовольствием. Летом 1917 г. О.Ю. Шмидта командировали в Петроград как делегата съезда по делам высшей школы, и одновременно по линии организации снабжения населения продуктами и промтоварами. Вскоре он стал служащим Министерства продовольствия Временного правительства.+++

Универсальный научный и государственный талант

Отто Юльевич знакомится с Лениным, приветствует Октябрьский переворот и активно противодействует саботажу в Министерстве продовольствия. В 1918 году профессор Отто Юльевич Шмидт вступил в партию большевиков. С образованием Наркомата продовольствия О.Ю. Шмидт стал начальником Управления по продуктообмену и переехал в Москву вместе с правительством.+++

Время требовало, по словам О.Ю. Шмидта, вместо математических формул овладевать «боевым оружием алгебры революции». О.Ю.Шмидт работал членом коллегий наркоматов продовольствия, финансов, просвещения. И именно он в 1919 году написал проект положения о пролетарских продовольственных отрядах.+++

В 1921-1922 годах Шмидт служил в Наркомфине и руководил Институтом экономических исследований, включившись в работу по теоретическому обоснованию нэпа.+++

Обратившись к финансовым проблемам, О.Ю. Шмидт впервые в отечественной науке исследовал закономерности эмиссионного процесса (статья 1923 г. «Математические законы денежной эмиссии»).+++

С 1920 г. он возобновил преподавание математики в вузах, с 1929 г. он — профессор Московского университета, где возглавил кафедру алгебры и создал научную школу по теории групп. За математические труды в 1933 году он был избран членом-корреспондентом Академии наук СССР.+++

О.Ю. Шмидт был прирожденным лектором и любил эту деятельность, выступая с лекциями и докладами многообразной тематики и перед широкой аудиторией, и на научных конференциях, заседаниях правительственных учреждений, а также на немецком языке перед работниками Коминтерна. +++

Необходимость кратко и ясно обосновывать в лекциях научные положения, по его убеждению, стимулировали и облегчали исследовательскую работу. Важным он считал также формирование коллективов ученых-единомышленников, работающих над различной проблематикой.+++

Наиболее многообразной и результативной в 1920-е годы была его деятельность в сфере просвещения: организация профессионального образования молодежи школьного возраста, создание техникумов, обеспечение повышения квалификации рабочих заводов и фабрик, перестройка школьного обучения, реформа вузовской системы. Именно с его «легкой руки» вошло в обиход слово «аспирант».+++

У истоков идеи Большой Советской Энциклопедии

В 1921-1924 годах Шмидт руководил Госиздатом. В 1921-1924 годах Отто Юльевич был заведующим Государственным издательством. Под его руководством образовалось самое большое в мире издательство, ставившее «не коммерческие цели, а культурно-политические». Возобновилось и издание научных журналов и исследовательских монографий.+++

Ему принадлежит идея издания Большой Советской Энциклопедии. По замыслу О.Ю Шмидта, это должно быть большое справочное издание, объединяющего «просвещение нашей эпохи», главным редактором которого он был утвержден в 1925 году.+++

Тогда же начал осуществляться замысел подготовки. В подготовке этого многотомного издания объединились усилия деятелей науки и культуры, специалистов старших, дореволюционных поколений и их учеников, убежденных в необходимости социалистических преобразований. Он же был главным редактором этого проекта в 1929-1941 годах.+++

Естественно, что такая работа способствовала усилению интереса к проблемам естествознания и истории науки и О.Ю. Шмидт возглавляет секцию естественных и точных наук в Коммунистической Академии.+++

Покоритель ледников Памира «Хочешь стать хорошим полярником — полезай сначала в горы», — говаривал Отто Юльевич. Еще в юности О.Ю. Шмидт заболел туберкулезом легких, и болезнь давала обострение каждые 10 лет. В 1924 году ему предоставили возможность поехать для лечения в Австрию, где он в Тироле прошел школу альпинизма+++

В 1928 году 37-летний ученый принял участие в первой советско-германской памирской экспедиции, которую организовала Академия наук СССР. Вместе с коллегами Шмидт изучил географию Западного Памира – горной системы на юге Центральной Азии. +++

Именно тогда советские исследователи дали названия вершинам заалтайского хребта – так на свет появились пик Дзержинского и мыс Свердлова.+++

Самая высокая точка, конечно же, получила имя главного революционера – Владимира Ильича Ленина. Точная высота пика составляет 7134,3 м над уровнем моря.+++

Особое внимание О.Ю. Шмидта привлекли ледники Памира. На базе его исследований родилась советская наука о льдах – гляциология.+++

Начальник первых арктических экспедиции и правительственный комиссар заполярных территорий

В 1926 году Земля Франца-Иосифа была объявлена территорией СССР, осталось лишь водрузить флаг и основать полярную станцию. +++

5 марта 1929 года Совет Народных Комиссаров утвердил проект организации экспедиции на Землю Франца-Иосифа, где предполагалось строительство радиостанции. Самым опытным полярником среди участников экспедиции на Землю Франца-Иосифа был, несомненно, Владимир Визе, который еще в 1912 году принял арктическое крещение в качестве географа экспедиции Георгия Седова. Не уступал ему по части опыта и Рудольф Самойлович.+++

Однако Совет Народных Комиссаров назначил начальником экспедиции Шмидта. Ибо ему доверяли как «проверенному члену ВКП(б)», необычайно талантливой и яркой личности, а также человеку бешеной энергии и удивительной трудоспособности.+++

Ведь цель экспедиции была не только достигнуть Земли Франца-Иосифа, доставить туда зимовщиков и организовать самую северную научную станцию. Более важной являлась цель политическая – обозначить арктические границы СССР и закрепиться на них.+++

Шмидт был назначен одновременно начальником экспедиции и правительственным комиссаром архипелага Земли Франца-Иосифа, а также других островов, которые могла открыть экспедиция в границах СССР.+++

В первый день плавания пересекли полярный круг. Чем дальше уходили на север, тем более утолщались ледяные поля с беспорядочно нагроможденными на них торосами. Случалось, что целую вахту — четыре часа — ценой огромных усилий и большого количества сожженного в топках угля ледокольный пароход «Седов» пробивался всего на корпус. 28 июля 1929 июля показалась Земля Франца-Иосифа. Станцию поставили на мысе Седова, под крестом, поставленным самим Седовым.+++

21 августа «Седов» вышел в научное плаванье на Дальний Север. Корабль шел к 83 параллели и достиг 82° 14′ северной широты. Так был побит мировой рекорд плавания в евразийском секторе Арктики. 700 километров отделяли «Седова» от Северного полюса.+++

Неожиданно пароход попал в ледяной плен, и Шмидт с группой добровольцев решили добираться до Земли Франца-Иосифа пешком. 28 часов скитаний по дрейфующим льдам не дали никакого результата. Все дальше и дальше уносило льды от берега, и все шире становились разводья. Надежда на спасение исчезала с каждой минутой. И лишь чудом вырвавшийся из ледяного плена «Седов» спас Шмидта и его спутников. +++

30 августа «Седов» тронулся в обратный путь. Льды мешали продвижению, и Шмидт предложил оригинальное решение — идти на юг через север. Этот кружной путь оказался хоть тяжелым, но проходимым. К концу путешествия пароход износился до крайности. 11 сентября 1929 года закончился первый арктический поход Шмидта. +++

По итогам экспедиции, советское правительство решило сосредоточить все исследования по Арктике в одном учреждении – создается Арктический институт. Само самой разумеется О.Ю Шмидт был назначен директором этого института. +++

Год спустя экспедиция на «Седове» повторилась — и тогда команда ученого открыла острова Длинный, Воронина, Визе. А на пути в Архангельск команда обнаружила еще один остров почти овальной формы, который единогласным решением назвали в честь лидера экспедиции. +++

Шмидта на борту любили — в первую очередь за то, что умел поддерживать дисциплину и бодрость духа даже в самых тяжелых погодных условиях. Кроме того, по воспоминаниям членов команды, великий путешественник вдохновлял всех вокруг своей огромной тягой к знаниям, интересом ко всему новому и неизведанному.+++

Сквозной проход Северным морским путем за одну навигацию

Первая и вторая арктические экспедиция позволила О.Ю. Шмидту оценить значимость полярных исследований и возможности плавания в тех широтах. Поэтому вполне естественной стала для О.Ю. Шмидта организация экспедиции с целью сквозного прохода Северным морским путем (СМП) за одну навигацию.+++

Это было впервые осуществлено в 1932 году на ледоколе «Сибиряков» под руководством О.Ю. Шмидтом и капитана В.И. Воронина.+++

О.Ю Шмидту буквально за три года удалось прочно перехватить инициативу по освоению Арктики у норвежцев и американцев. Достижения советских полярников в шмидтовские времена впечатляют, ибо они практически доказали возможность активного хозяйственного освоения Арктики.+++

Успех экспедиции был достойно отмечен советским правительство – ее руководители оказались среди первых награжденных орденом Ленина.+++

В те годы о Севморпути в те годы в СССР слышал каждый ребёнок. На него возлагали большие надежды, прежде всего экономические. И видели в Севморпути один из рычагов преобразования жизни. О.Ю Шмидт возглавил Главное управление Севморпути (ГУСМП).+++

На ГУСМП были возложены освоение и техническое оснащение трассы Северного морского пути, исследование недр полярных территорий, организация многообразной научной работы. Начались строительство метеостанций вдоль побережья, развитие радиосвязи, полярной авиации, строительство ледоколов и судов ледового класса. +++

За короткий срок своего пребывания во главе Севморпути Шмидт сделал профессию полярника самой почетной и уважаемой в стране. Он добился существенных надбавок к зарплатам полярников. При нем трудящимся севера стали давать прописку в Москве и выделять дачные участки в Центральной полосе. +++

Популярное в тридцатых годах имя – Оюшминальд (Оюшмитнальдка) не боле чем «Отто Юльевич Шмидт на льдине».+++

Для проверки возможности плавания по Ледовитому океану транспортных судов в 1933 г. по пути «Сибирякова» был направлен пароход (подчеркиваю не ледокол) «Челюскин» во главе с О.Ю. Шмидтлм и В.И.Ворониным.+++

В экспедиции участвовали ученые разных специальностей, она должна была также высадить на острове Врангеля группу зимовщиков с их семьями; на корабле были и плотники, направленные для строительства домов для зимовщиков. +++

Все считали, что через трудные льды «Челюскин» поведут ледоколы. Но у «Красина» сломался вал, а ледорез «Литке» потерпел аварию. И «Челюскин» прошел весь путь самостоятельно. Пароход таскало и тискало льдами несколько месяцев. +++

В условиях необычно тяжелой ледовой обстановки «Челюскин» пробился в Берингов пролив, но выйти в Тихий океан не смог: ветры и течение затянули его вместе с ледовым полем обратно в Карское море. +++

Поломки «Челюскина» начались еще в Балтийской море, а когда пароход попал во льды Карского моря, то сразу же полетели заклепки, разошлось несколько швов, а в корпусе судна появилась угрожающая трещина. В том, что «Челюскин» будет раздавлен льдами, Шмидт не сомневался, но скрывал от всех.+++

13 февраля 1934 г. лед разорвал борт и через два часа «Челюскин» затонул. За это время выгрузили на лед заранее подготовленный аварийный запас. На льду оказалось 104 человека, в их числе 10 женщин и двое маленьких детей.+++

Спасти челюскинцев было очень трудно, практически невозможно: корабль затонул в таком районе Арктического океана, куда ни ледоколы, ни самолеты в зимнее время не добирались. +++

Шмидт организовал постройку лагеря и аэродрома, а по вечерам читал лекции, многообразие тематики которых характерно для его эрудиции и просветительских наклонностей: о современных проблемах естественных и общественных наук, об историческом материализме, учении Фрейда, национальном вопросе, задачах освоения Арктики, российской и зарубежной литературе.+++

«Что бы сделал англичанин на месте Шмидта? — говорил Ллойд-Джордж советскому послу академику Майскому, — Ну конечно, для поддержания духа сотоварищей он нагрузил бы их работой. Занял бы спортом, охотой… Но читать лекции! До этого мог додуматься только русский!» +++

Поддержание дисциплины и бодрости духа на льдине были в значительной мере заслугой «ледового комиссара», пользовавшегося не только авторитетом среди челюскинцев, но и снискавшего их любовь.+++

«Челюскинская эпопея» — эпопея жизни челюскинцев в ледовом «Лагере Шмидта» и их спасения летчиками — потрясла весь мир, и О.Ю. Шмидт стал тогда всемирно знаменит. За рубежом писали, что имя Шмидта «начертано в золотой книге науки», «о необычайных приключениях его в стиле Жюля Верна, писала вся мировая пресса», сообщалось в газете «Известия» 3-го июня 1934. +++

Для спасения челюскинцев была организована специальная правительственная комиссия по руководством В.В.Куйбышева. 7 апреля самолеты Слепнева, Молоткова и Каманина сели на льдину. +++

Первыми летели женщины и дети, последним решил лететь Шмидт. Самолеты были маленькими. Летчики загружали людей не только в крохотные кабины, но даже в фанерные ящики, которые привязывали под крыльями. После спасения «Челюскина» на Севере появилась полярная авиация.+++

Льды снова наступали на лагерь. Шмидт тяжело заболел, он лежал в штабной палатке и продолжал руководить всеми работами в лагере. «Начальник лагеря должен улететь последним», — говорил он. И лишь по распоряжению правительства Шмидт согласился вылететь в американский госпиталь на Аляску. К аэродрому его несли на носилках.+++

В США Шмидта посетил президент Рузвельт, герой встречался со многими американскими учеными, публика и пресса его боготворила.+++

Триумфальным были его возвращение через Европу в Россию. Особо триумфальным возвращение челюскинцев поездом из Владивостока в Москву, их торжественная встреча и митинг на Красной площади с участием руководителей страны.+++

Все челюскинцы были награждены орденом Красной Звезды, а летчики, спасшие их, первыми в СССР были удостоены звания «Герой Советского Союза» только что утвержденного.+++

Первая дрейфующая полярная станция «СП-1»

О.Ю. Шмидт стал Героем Советского Союза в 1937 г., когда организовал экспедицию на Северный полюс для создания там первой дрейфующей станции, в дальнейшем названной «СП-1». +++

Идея эта родилась у челюскинцев еще в «Лагере Шмидта», и не случайно из четырех участников, дрейфовавших на СП-1, двое – Э.Т.Кренкель и П.П.Ширшов – были и сибиряковцами, и челюскинцами, а из четырех командиров самолетов, севших впервые на Полюсе, двое — М.В.Водопьянов и В.С.Молоков – спасали челюскинцев.+++

Всей организацией экспедиции, как в процессе подготовки, так и в период ее проведения и спасения, руководил О.Ю. Шмидт. 1937 год — второй пик его славы. +++

Шмидт лично выбрал льдину, на которой знаменитая четверка – Папанин, биолог Ширшов, геофизик Федоров и радист Кренкель провели 274 дня. Экспедиция чуть не окончилось весьма печально, но когда ситуация стала чрезвычайной, О.Ю Шмидт лично участвовал в эвакуации папанинцев.+++

Все участники экспедиции стали героями Советского Союза, и каждый получил ученую степень доктора наук. Папанин и Кренкель – географических, Ширшов – биологических и Федоров – физико-математических.+++

Федоров и Ширшов стали впоследствии академиками. А Папанин сменил Шмидта на посту начальника Севморпути. Народ поупражнялся в рифмоплетстве: «Примеров много есть на свете, Но лучше, право, не найти: Снял Шмидт Папанина со льдины, А тот его – с Севморпути» +++

В действительности, товарищ Сталин подготовил для Отто Юльевича новую ответственную должность. Тогда президентом Академии Наук СССР был Владимир Леонтьевич Комаров, ученый с мировым именем, но в связи с весьма солидным возрастом, начавший терять остроту ума.+++

Сталин пришел к выводу о том, что президенту Академии нужна надежная опора. Этой самой опорой стал Отто Юльевич Шмидт, занявший пост вице-президента. +++

Для авторитета О.Ю. Шмидта в то время показательно назначение именно его заместителем председателя Центральной избирательной комиссии по выборам в первый Верховный Совет СССР, хотя не менее знаменательно и то, что его никогда не избирали в высшие партийные органы.+++

Академик и Вице-президент Академии наук СССР В 1935 году за заслуги в области географии Отто Юльевича выбирают академиком Академии наук СССР по Отделению математических и естественных наук. С докладами о научных результатах и перспективах освоения Арктики он выступает и за рубежом.+++

Шмидт был утвержден председателем географической группы Академии наук, при которой создали геофизическую секцию. В 1937 году по почину О.Ю. создается Институт теоретической геофизики Академии наук СССР, директором которого стал он сам. +++

В 1946 году этот институт объединили с Сейсмологическим институтом в Геофизический институт АН СССР (ГЕОФИАН), и О.Ю. руководил им до 1949 г. Позже часть Геофизического института была преобразована в Институт физики Земли имени О.Ю. Шмидта.+++

В январе 1939 года Отто Юльевича избрали первым вице-президентом АН СССР. Он много сделал для реорганизации работы академических учреждений и в исконных центрах — Москве и Ленинграде, и на периферии для внедрения результатов исследований в практику, привлечения к академическим исследованиям молодых ученых, популяризации научных знаний. +++

С начала Великой Отечественной войны О.Ю. руководил эвакуацией и налаживанием деятельности академических учреждений в новой обстановке. Основатель отечественной планетной космогонии+++

И.В.Сталин в марте 1942 года отстранил О.Ю. Шмидта от руководства Академией наук; вскоре он перестал быть и главным редактором Большой Советской энциклопедии. Объяснено это было обострившейся болезнью (туберкулезом легких) Отто Юльевича. Шмидт был вынужден отойти от дел, но научными изысканиями продолжал заниматься.+++

В начале 1940-х годов Шмидт выдвинул новую космогоническую гипотезу о появлении Земли и планет Солнечной системы. Академик считал, что эти тела никогда не являлись раскалёнными газовыми телами, а сформировались из твёрдых, холодных частиц вещества. +++

Доложенная научной общественности впервые в 1943 году, гипотеза не сразу была принята, отдельные ее положения (захват роя) вызвали критику со стороны астрономов +++

Но О.Ю. Шмидт с сотрудниками, успешно продолжал ее развивать и счел необходимым кратко изложить в «Четырех лекциях о происхождении Земли», которые прочитал в Геофизическом институте в 1948 г. и опубликовал в 1949 году и она была признана мировой научной общественностью.+++

Этому признанию способствовала единственно правильная в 40-е годы постановка проблемы О.Ю.Шмидтом, который сформулировал задачу о происхождении Земли и планет как комплексную астрономо-геофизическую проблему. Он расчленил ее на три основные части: 1) происхождение допланетного облака, вращавшегося вокруг Солнца, 2) образование в этом облаке планетной системы с ее особенностями, 3) ранняя эволюция Земли и планет от их начального состояния до современного, изучаемого науками о Земле.+++

Разработку этой версии Отто Юльевич Шмидт продолжал до конца жизни вместе с группой советских учёных. В настоящее время теория происхождения Земли и планет, разработку которой начал О.Ю., продолжают его сотрудники и их ученики, является, общепризнанной в мире. +++

Благодаря О.Ю.Шмидту, отечественная планетная космогония развилась на 10-15 лет раньше, чем в развитых странах Запада. +++

Последний период жизни и деятельности О.Ю. Шмидта

Последний период жизни Шмидта был, пожалуй, самым героическим. С зимы 1943-44 г. туберкулез прогрессировал, распространился не только на легкие, но и на горло. О.Ю. Шмидту периодически запрещали говорить, он много времени проводил в санаториях Подмосковья и в Ялте, а в последние годы был, по существу, прикован к постели — преимущественно на даче в Мозжинке под Звенигородом.+++

Человек неуемной творческой энергии, привыкший к публичной практической деятельности, жизнелюб, остроумный собеседник, из-за болезни он оказался оторванным от людей. +++

Но, напрягая волю, Шмидт использовал малейшее улучшение своего состояния для научной работы. Когда хватало сил, выступал с лекциями в Москве и Ленинграде. +++

Он был среди тех, чьими лекциями в 1953 году открылись занятия в новом высотном здании Московского университета. Он основал и возглавил в 1951 году Геофизическое отделение в МГУ, проводил научные семинары дома и на даче. О.Ю. Шмидт постепенно отказался от всех административных должностей, он согласился лишь стать главным редактором журнала «Природа» в 1951 году, возродив это издание.+++

Но читал по-прежнему много — и новейшую научную и художественную литературу, и книги по истории, и мемуары (преимущественно на иностранных языках), заранее отмечал для себя музыкальные передачи по радио. +++

Знал, что обречен, и уходил из жизни с мудрым достоинством. За три месяца до смерти сам О.Ю. Шмидт сказал: «Я благодарен судьбе за ту жизнь, которую она мне дала. Сколько было хорошего и сколько интересного! Я не боюсь умирать!+++

7 сентября 1956 года Отто Шмидт и скончался на руках своих сыновей — Владимира, Сигурда и Александра. Ученого похоронили на Новодевичьем кладбище в Москве.+++

Заключение

В жизни и деятельности Отто Юльевича Шмидта неоднократно были крутые повороты: математик — государственный деятель — создатель энциклопедии — путешественник-первооткрыватель — реорганизатор Академии наук — космогонист. +++

Некоторые из них происходили по воле самого Шмидта, другие — под влиянием обстоятельств. Но всегда он работал заинтересованно и в полную силу, он не умел и не позволял себе поступать иначе. +++

Этому способствовали его неутомимая любознательность, широкая эрудиция, четкая логика мышления и организованность в труде, умение выделить важнейшие задачи работы, умение сотрудничать с другими, демократизм в отношениях с людьми.+++

О Шмидте опубликованы десятки книг и статей. Большая часть их названа в уникальной по замыслу книге Г.В. Якушевой «Отто Юльевич Шмидт — энциклопедист» — краткой иллюстрированной энциклопедии, подготовленной к столетию со дня его рождения в 1991.+++

Отто Юльевич Шмидт — один из тех выдающихся творцов науки и деятелей культуры, уважительный интерес к жизни и деятельности которых сохраняется и в начавшемся тысячелетии, а творческое наследие остается в основе нашей современной культуры.+++

Он был одарен и талантом теоретического абстрактного мышления, и умением в конкретной практике реализовывать свои замыслы. Он не боялся риска.+++

Творческой деятельности Шмидта присущи строгая логика математика, широта кругозора ученого-энциклопедиста, романтика путешественника-первооткрывателя, практическая целеустремленность инициативного общественного и государственного деятеля, вдохновение просветителя. +++

О.Ю. Шмидт достиг мирового признания в разных областях науки, но для него это были взаимосвязанные сферы единой Науки. Масштабность его интересов и способностей поразительны, а любимыми образами Прошлого для него были Леонардо да Винчи, Ломоносов и самого его сравнивали с титанами Возрождения, как по значимости сотворенного им, так и по образу жизненного поведения.+++

Борис Скупов

Теория академика О. Ю. Шмидта

Теория, основы которой были заложены академиком О. Ю. Шмидтом, является наиболее разработанной. Поэтому мы ее и приводим.

О. Ю. Шмидт исходил сначала из того, что метеоритное вещество как в форме более или менее крупных кусков, так и в форме пыли в изобилии встречается во Вселенной. Еще недавно это метеоритное вещество было известно нам только в пределах Солнечной системы, но теперь мы обнаруживаем его в огромных количествах и в межзвездном пространстве. Большей частью метеоритное вещество собрано в колоссальные космические облака — в диффузные светлые и темные туманности, содержащие также много газа.

Впоследствии различные соображения привели советских ученых Л. Э. Гуревича и А. И. Лебединского к выводу, что допланетное вещество было газово-пылевого состава. О. Ю. Шмидт согласился с таким представлением о состоянии допланетного вещества, но подчеркивал, что «ведущая роль» принадлежала пыли.

Совокупность газово$пылевых облаков вместе со звездами заполняет нашу звездную систему — Галактику, причем их вещество сильно концентрируется к плоскости ее симметрии — к плоскости экватора Галактики. Вместе со звездами газово-пылевые облака участвуют во вращении Галактики вокруг оси. Наряду с этим вращением вокруг центра Галактики и звезды, и газово-пылевые облака имеют свои собственные движения, которые приводят к тому, что и звезды и облака то сближаются друг с другом, то расходятся. Иногда та или другая звезда погружается на время в газово-пылевую туманность и пролагает в ней себе дорогу, как путник, попавший в густой туман. Как туман путнику, так и газово-пылевое облако — не препятствие для движения звезды; сбиваться же ей с пути не приходится, так как ее путь в туманности направляется все тем же законом тяготения.

Рис. 196. Первый этап эволюции по гипотезе О. Ю. Шмидта: уплощение пылевой компоненты протопланетного облака и образование из него множества промежуточных (астероидных) тел

Многие пылинки упадут на звезду в течение ее скольжения сквозь туманность, а другие, изменив свои орбиты вследствие мощного притяжения звезды, могут быть ею захвачены в плен и сделаются ее спутниками. Однако, чтобы такой захват произошел, необходимо наличие особых благоприятных условий — уменьшение относительной скорости пылинок благодаря притяжению близкой звездой или, как показал Т. А. Агекян, благодаря столкновению пылинок друг с другом. В подобном «удачном» случае огромное множество этих «благоприобретенных» спутников звезды, эта ее бесчисленная верная свита, по гипотезе Шмидта, не покидает ее и после выхода из туманности. Звезда оказывается окруженной огромным облаком частиц газа и пыли, описывающих вокруг нее различные орбиты. Позднее О. Ю. Шмидт считал, что более вероятным, мог быть захват облака из той самой диффузной среды, из которой возникло само Солнце.

Облако, образовавшееся вокруг звезд, постепенно приобретало линзообразную форму. Обращение частичек в нем вокруг звезды происходило преимущественно, хотя и не исключительно, в одном каком-либо направлении (под небольшими углами друг к другу), потому что пылевой слой, пронизанный звездой, не мог быть совершенно однородным.

В подобной звезде, окруженной линзообразным газово-пылевым облаком, О. Ю. Шмидт видел наше Солнце, в пору, предшествовавшую образованию планет.

Конечно, не одно наше Солнце могло испытать такую встречу с газово-пылевой туманностью. Множество звезд, быть может большинство, должны были пережить такое же приключение, а другим оно еще предстоит в будущем. Тем лучше, значит, кроме нашей Солнечной системы, в Галактике должно быть еще множество планетных систем. Этот неизбежный вывод из новой теории дает ей преимущество по сравнению со многими другими космогоническими гипотезами, в которых возникновение солнечных систем было редким явлением.

В сонме пылинок, обращающихся около Солнца по пересекающимся и различно вытянутым и наклоненным орбитам, неизбежно происходили столкновения и это вело к тому, что движения их осреднялись, приближались к круговым и лежащим в близких друг к другу плоскостях. От этого вокруг Солнца возник из облака газово-пылевой диск, становившийся все тоньше, но зато плотнее. Этот плотный слой частиц в частях, близких к Солнцу, поглощал его тепло. Поэтому дальше от Солнца внутри диска было очень холодно, и газы там намерзали на пылинках. Это объясняет, почему далекие от Солнца планеты богаче газом, чем близкие к нему. Это представление, как и теорию эволюции облака, развили Л. Э. Гуревич и А. И. Лебединский, и О. Ю. Шмидт нашел, что их картина эволюции облака вероятнее чем та, которая ему самому рисовалась раньше. Разработанная математически картина эволюции облака, хотя и содержащая ряд дополнительных гипотез, может быть названа теорией, лежащей в рамках гипотезы Шмидта. Основной же гипотезой Шмидта является предположение, что планеты возникли из холодного облака частиц, причем основную роль в нем играло поведение твердых пылинок и предположение, что облако было захвачено Солнцем и притом, когда последнее уже вполне сформировалось.

Дальнейшая картина эволюции газово-пылевого диска вкратце представляется так. В уплотнившемся облаке возникали пылевые сгущения, в которых столкновения пылинок вели к их слиянию в твердые тела с поперечниками, как у современных астероидов. Множество их сталкивалось и дробилось, но более крупные из них, «зародыши» планет, — выживали и «всасывали» в себя окружающие осколки и остатки пыли, сначала присоединяя их при соударениях, а потом во все большей мере за счет притяжения их. Плотные зародыши планет окружались при этом роями тел и их обломков, обращающихся вокруг них и давших при своем объединении рождение спутникам планет по тому же «рецепту», по которому эти планеты возникли сами.

Из линзообразной формы туманности, окружающей Солнце, и из преобладания в ней движений, параллельных друг другу и направленных в одну и ту же сторону, вытекают сразу основные характерные особенности строения Солнечной системы: вращение всех планет около Солнца в одну и те же сторону, малые углы между плоскостями их орбит, а также почти круговая форма орбит.

О. Ю, Шмидт в одной из своих первых работ рассчитал, с какой скоростью происходил бы процесс увеличения массы планеты за счет падения на нее метеоритов, если бы наблюдаемые сейчас в Солнечной системе метеориты были остатками того роя, который некогда окружал Солнце. Оказалось, что вначале рост планеты происходил бурно, а потом все медленнее и медленнее. Грубо говоря, на постройку Земли пошли все те «кирпичи» — тела астероидных размеров и их обломки, которые заполняли пространство между границами, лежащими посредине между орбитами Земли и Венеры и между орбитами Марса и Земли, ближе к последней.

Невозможно, конечно, определить, «когда был заложен первый камень» — фундамент будущей планеты, но теория Шмидта позволила подсчитать, за сколько времени масса Земли увеличилась вдвое и достигла своего современного значения. Это время «полуобразования», ввиду упомянутой быстроты роста планет, близко к тому, что можно назвать возрастом Земли. Во всяком случае, этот промежуток времени немногим меньше возраста Земли.

Полагая, что сейчас на Землю ежегодно падает более 1000 тонн метеоритного вещества, О. Ю. Шмидт нашел для времени полуобразования Земли около 7 млрд. лет. Этот результат близок (в астрономических масштабах) к возрасту земной коры — 3 млрд. лет, определенному по радиоактивности горных пород. Ясно, что возраст земной коры должен быть меньше возраста Земли в целом.

Поскольку, однако, современные метеориты в Солнечной системе, возможно, являются осколками планеты, находившейся между Марсом и Юпитером, а не остатками метеоритной туманности, этот подсчет теоретического возраста Земли носит лишь ориентировочный характер.

О. Ю. Шмидт предполагал, что от ударов метеоритов в процессе быстрого роста Земли, а главное вследствие выделения тепла при радиоактивных процессах внутри слипающихся метеоритов их вещество разогревалось настолько, что становилось пластичным. Для этого было бы уже вполне достаточно температуры порядка 1000°. При размягчении метеоритного вещества более легкие каменные массы всплывали на поверхность, а тяжелые железистые массы постепенно опускались вниз. Так и создалось постепенно разделение массы Земли на плотное ядро и более легкую оболочку, причем до сих пор должна была бы сохраниться, и действительно еще сохранилась, промежуточная область, где тягучие железные и каменные массы не разделились вполне.

В настоящее время существует взгляд, что ядро Земли не железное, а силикатное, как и земная кора, но находящееся в сильно уплотненном металлоподобном состоянии под действием высокого давления вышележащих слоев. В слое, где давление составляет 1 400 000 атмосфер, эти свойства силикатных недр Земли возникают скачком. Если принять эту точку зрения, то надо думать, что подъем легких и опускание тяжелых веществ в толще Земли идет медленно и далеко еще не закончился.

Разогревание внутренних частей Земли еще продолжается и возникло в ее толще вследствие накопления тепла, выделяемого радиоактивным распадом внутри ее вещества.

Остатки метеоритного вещества, не вошедшего в состав планет, продолжали обращаться около Солнца и, проходя вблизи сформировавшихся планет, захватывались ими з плен. В образовавшемся вокруг планет сплюснутом метеоритном облаке шел процесс столкновения метеоритов, подобный тому, что создал планеты, и так вокруг них создались спутники. Естественно, что в общем более массивные планеты, производя больше захватов, могли обзавестись для компании большим числом спутников.

Поскольку большинство метеоритов, пошедших как кирпичи на постройку спутников, двигалось все в том же прямом направлении около Солнца и преимущественно вблизи плоскости эклиптики, то и орбиты спутников расположились вблизи этой плоскости. Направления их обращения оказались в согласии с теми движениями, которыми объединены все члены Солнечной системы. Только в редких случаях, когда в распределении скоростей или плотностей метеорного роя появлялась большая асимметрия, возникали планеты и спутники с обратным вращением (Уран с его спутниками, спутник Нептуна и далекие спутники Юпитера и Сатурна).

Вращение планет вокруг своей оси, которое ни одна из прежних теорий не могла удовлетворительно объяснить, теория О. Ю. Шмидта объясняет так. Под влиянием падения метеоритов на планету она должна прийти во вращение, и притом именно в том же направлении, в каком она вращается вокруг Солнца. Если случайно в той области, где образовалась планета, метеориты с орбитами, мало вытянутыми и мало наклоненными к средней плоскости Солнечной системы, не были в достаточной мере преобладающими, могло возникнуть вращение планеты в обратном направлении, что и объясняет известный случай такого рода — вращение Урана.

В успешном объяснении направления вращения планет теорией О. Ю. Шмидта состоит ее большая заслуга.

Остановимся немного на вопросе, который, может быть, и не будет так интересен для читателя, как предыдущие, но который имеет огромное значение. Речь идет все о том же знаменательном моменте количества движения, который теория Джинса не могла объяснить.

Мы помним, что в Солнечной системе львиная доля момента количества движения (т. е. суммы произведений масс частиц на их скорости и на расстояния от центра вращения) приходится на планеты. На Солнце с его медленным вращением вокруг оси приходится очень малая доля общего момента.

О. Ю. Шмидт показал путем вычислений, что Солнце, если оно вначале не вращалось или вращалось еле-еле, должно было прийти во вращение под действием ударов падающих на него метеоритов.

О. Ю. Шмидту удалось получить из своей теории формулу, которая утверждает, что произведение должно быть постоянным или почти постоянным для всех планет. В этом произведении m означает массу планеты, R — ее расстояние от Солнца, r — ее радиус и Р — период ее вращения вокруг оси. Так это оказывается и на самом деле. Наибольшее уклонение от этого закона обнаруживают Юпитер и Сатурн. Но по ряду соображений мы уже и раньше были склонны думать, что видимый радиус этих планет, подставленный в эту формулу, не есть действительный радиус их твердой поверхности — это радиус видимой границы их обширной и плотной атмосферы. Чтобы получить величину ω для Юпитера, близкой к тому, что получается для планет типа Земли и Марса (не внушающих подобных подозрений), надо допустить, что у Юпитера средняя плотность та же, что у Земли, и что тогда сам он лишь в 6,8 раз больше Земли (по диаметру). Почти половину его видимого радиуса составляет в этом случае толщина его обширной непрозрачной атмосферы. Но почти в точности к такому же соотношению размеров планеты и ее атмосферы приходил раньше и Джефрейс, хотя его соображения были совершенно иные.

m2/3√R•P/r2=ω

Что касается Меркурия и Венеры, то их первоначальное вращение к настоящему времени заторможено действием приливов, ибо приливное действие Солнца на эти ближайшие к нему планеты весьма велико.

Подобным же образом, но в меньшей степени, Луна и Солнце своим приливным воздействием затормозили суточное вращение Земли. Раньше Земля вращалась быстрее.

Слипание вместе метеоритов, двигавшихся по продолговатым эллипсам с различно расположенными большими полуосями, приведет после слияния их к движению по орбите, более близкой к окружности. Чем больше метеоритов слипается, т. е. чем больше разнообразие направлений больших полуосей их орбит, тем ближе будет к окружности орбита планеты. Действительно, орбиты крупных планет, Юпитера и Сатурна, менее продолговаты, чем орбиты Меркурия и Марса.

Но как распределяются планеты по своим расстояниям от Солнца? Ответ на этот вопрос, найденный О. Ю. Шмидтом, получился неожиданно простым. Оказывается, момент количества движения, рассчитанный на единицу массы планеты, будет возрастать в арифметической прогрессии при переходе от одной планеты к следующей. Для тел, движущихся по круговым орбитам, момент количества движения (на единицу массы) пропорционален корню квадратному из радиуса орбиты. Следовательно, корни квадратные из расстояний планет от Солнца (√R) должны возрастать в арифметической прогрессии.

Этот закон прекрасно согласуется с действительным распределением расстояний планет от Солнца, если только мы будем рассматривать отдельно группу планет, далеких от Солнца (от Юпитера до Плутона), и группу планет, близких к Солнцу (от Меркурия до Марса). Мы уже говорили, что часть метеоритов, находившихся в районе планет второй группы, упала на Солнце, и потому, рассматривая их расстояния от Солнца, нельзя объединять их с планетами, далекими от Солнца. Для планет, близких к Солнцу, √R возрастает в среднем на 0,20 при переходе от одной планеты к следующей. Гшэтому, взяв за исходное значение √R его истинное значение для Меркурия, можно построить следующую табличку:

ВенераЗемляМарс
√R0,620,62+0,20=0,820,62+2•0,20=1,020,62+3•0,20=1,22
Rвыч0,380,671,041,49
Rист0,380,721,001,52

Первая строка показывает метод вычисления √R, вторая строка дает вычисленные значения расстояний планет, а последняя строка — истинные расстояния. Согласие получается очень хорошим.

Для планет, далеких от Солнца, среднее возрастание Y~R получается равным 1,00 и потому, беря за исходное значение √R его истинное значение для Юпитера, получаем:

ЮпитерСатурнУранНептунПлутон
√R2,283,284,285,286,28
Rвыч5,2010,818,327,939,4
Rист5,209,519,230,139,5

Согласие вычисленных и истинных расстояний получается прекрасным. Таким образом, О. Ю. Шмидту как будто удалось объяснить закон планетных расстояний, не получивший никакого теоретического обоснования в прежних космогонических теориях. Некоторые другие космогонические теории последнего времени также объясняют это явление, но иными путями.

Здесь мы дали представление лишь об одной из множества космогонических гипотез. Единого взгляда на процесс возникновения планет и спутников пока нет.

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями: