Il teoria nebulosa spiega la formazione del nostro sistema solare e per estensione degli altri sistemi planetari. I suoi dettagli furono resi noti per la prima volta nel 1796 grazie a Pierre de Laplace (1749-1827). Secondo la teoria, il Sole e gli altri pianeti del sistema solare hanno avuto origine da una nuvola di gas e polvere che ruota lentamente..
La forza di gravità ha spinto la materia verso il centro della nuvola, diminuendone l'estensione. Quindi la velocità della nuvola è aumentata, per rispettare la conservazione del momento angolare. E anche la temperatura è aumentata.
Grazie alla rotazione, la maggior parte del materiale si è condensato in un'enorme regione centrale sferica e il resto ha formato un disco attorno ad esso..
Sono entrate in gioco diverse forze: la gravità, che tende ad accumulare materia verso il centro, l'attrito tra le particelle e la pressione che si genera all'interno della nuvola, che la espande..
Dalla sfera centrale ha avuto origine il Sole, e dal disco di materia attorno ad esso, chiamato disco protoplanetario, i pianeti che conosciamo sono sorti, compresa la Terra.
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Dai tempi antichi ai giorni nostri, numerosi pensatori hanno speculato su come sono stati creati gli oggetti celesti.
Democrito di Abdera (460-370 a.C.) aveva già accennato all'idea che gli oggetti celesti provenissero da una vasta regione piena di atomi.
In qualche modo la materia potrebbe condensarsi e dare origine alla Terra e alle altre stelle.
Molto tempo dopo, il matematico francese René Descartes (1596-1650), presentò un'idea simile: c'erano vortici o vortici di materia, pieni di particelle rotanti. Da uno di essi è nata la materia che in seguito si è condensata nel Sole e nei pianeti.
Lo afferma il suo trattato Le Monde, scritto tra il 1632 e il 1633, la cui pubblicazione non fu immediata per paura dell'Inquisizione. Quest'opera ha potuto vedere la luce solo dopo la morte del suo autore.
Anni dopo, nel 1734, il pensatore e mistico svedese Emanuel Swedenborg (1688-1772) scrisse un'opera in tre volumi intitolata Saggio sui principi delle cose naturali.
Lì affermò che la Terra e gli altri pianeti avevano avuto origine insieme al Sole, separandosi dopo questo. Il testo conteneva accurati diagrammi esplicativi del processo.
Le idee di Swedenborg servirono da ispirazione al teologo tedesco Immanuel Kant (1724-1804) per il suo lavoro La storia generale della natura e la teoria dei cieli, pubblicato in forma anonima nel 1755.
In esso racconta la nebulosa di polvere che riempiva lo spazio. Ad un certo punto la nebulosa iniziò un movimento rotatorio, che alla fine portò al sorgere del Sole e dei pianeti..
Tuttavia, fu Pierre Simon de Laplace (1749-1827) a dare un quadro rigoroso alla teoria, fornendole un fondamento matematico. Per questo motivo la teoria nebulosa è anche conosciuta come Ipotesi di Kant-Laplace.
Al tempo di Laplace, le leggi della dinamica di Newton erano saldamente stabilite e le osservazioni degli astronomi William Herschel e Charles Messier erano disponibili. Quest'ultimo aveva un catalogo di oggetti celesti che conteneva numerose nebulose.
Secondo Laplace, le nebulose si sono condensate per dare origine alle stelle. Contrariamente a quanto credeva Kant, per Laplace la nebulosa era fatta di gas incandescente e non di polvere, ed era già animata dal movimento rotatorio.
La teoria nebulosa si basa sulla legge della gravitazione universale e sulla conservazione del momento angolare. Secondo lei, la creazione del sistema solare è avvenuta in questo modo:
- All'inizio c'era una grande nuvola di gas rotante, che gradualmente si condensò grazie alla forza di gravità.
- Man mano che il raggio della nuvola diminuiva, era necessario aumentare la sua velocità in modo che il momento angolare fosse costante. Qualcosa di simile è ciò che accade quando un pattinatore rotante contrae le braccia: la sua velocità aumenta immediatamente.
- A causa della rotazione, la nuvola ha assunto la forma di un disco, il cui nucleo è stato chiamato protosol, da cui è sorto il Sole, mentre dalle regioni esterne si è formato un anello di gas, che alla fine si è staccato, poiché come sappiamo gli oggetti che ruotano ai bordi hanno la tendenza a scagliarsi.
Questa forza è stata intensificata abbastanza da contrastare la gravità che tira verso l'interno. Pertanto, il Sistema Solare ha smesso di contrarsi su un piano, ma ha continuato a contrarsi su un'altra perpendicolare, e quindi la nebulosa solare è finita come un disco..
L'attrito fece diventare la regione così calda che il gas iniziò a subire reazioni nucleari, formando così il nostro Sole, sebbene questi processi non fossero noti ai tempi di Laplace..
- Il nucleo si contrasse di nuovo e aumentò la sua velocità di rotazione, emettendo un secondo anello gassoso e poi un terzo e così via..
Gli anelli spostati sono stati frammentati a causa della loro densità irregolare, sebbene in seguito siano stati uniti per formare planetesimi (oggetti come 1 km di raggio o poco più), a seconda teoria planetaria, derivato proprio dalla teoria nebulosa.
Questa teoria garantisce che i planetesimi in seguito abbiano dato alla luce pianeti, satelliti e altri oggetti nel sistema solare, attraverso i processi di accrescimento.
- Nel tempo, il vento solare ha spostato il gas rimanente dallo spazio tra le orbite planetarie e tutto è rimasto come lo vediamo oggi..
Attualmente si ritiene che la teoria spieghi in modo soddisfacente perché i pianeti seguono un movimento di traslazione nella stessa direzione, con orbite ellittiche quasi circolari e in piani molto ravvicinati, poiché originariamente provenivano dal piano del disco..
È anche coerente con i tipi di pianeti osservati nel sistema solare: quelli piccoli e rocciosi come la Terra, più vicini al Sole, e i giganti gassosi esterni..
Tuttavia, la teoria ha alcune limitazioni importanti:
Non spiega la rotazione retrograda di pianeti come Venere e Urano, così come i numerosi satelliti retrogradi là fuori..
Ogni pianeta ha un'inclinazione diversa sul proprio asse di rotazione.
Succede anche che una massa gassosa rotante non si condensa in un oggetto di grandi dimensioni come il Sole e quindi la dimensione del sistema solare dovrebbe essere molto più piccola.
Infine, il calcolo teorico del momento angolare necessario alla formazione degli anelli gassosi è 200 volte maggiore di quello osservato e quasi tutto dovrebbe appartenere al Sole..
Tuttavia, la maggior parte del momento angolare del sistema solare è trattenuto dai pianeti, sebbene il momento angolare di un sistema isolato sia costante, è possibile che ci sia una sua ridistribuzione tra il Sole ei pianeti..
Per risolvere la questione, l'astronomo Carl Von Weizsacker propose nel 1940 un'origine diversa per il Sole e per i pianeti, affermando che prima si formò il Sole e poi si creò il disco di materia attorno ad esso che dava origine ai pianeti..
Ciò è perfettamente possibile, dato che il primo esopianeta è stato scoperto in orbita attorno a una pulsar, che è un residuo di una stella che è scomparsa catastroficamente..
Un sistema planetario di una stella del genere sarebbe stato distrutto dall'evento, quindi tutto indica che questo pianeta si è formato molto più tardi o è stato in qualche modo catturato..
Altre ipotesi propongono che una stella possa liberarsi del suo momento angolare in eccesso espellendo getti di materia rotante che finirebbero nel disco protoplanetario..
Quindi, nonostante gli inconvenienti, la teoria nebulosa è stata successivamente modificata grazie a nuovi contributi, diventando la teoria planetaria..
È l'ipotesi accettata oggi dalla stragrande maggioranza degli scienziati per spiegare l'origine di questo e degli altri sistemi planetari osservati nell'universo, poiché i dischi di materia sono stati rilevati, in effetti, in giovani stelle di recente formazione, come la T -Tauri tipo.
Ma le teorie sono sempre soggette a continue modifiche all'aumentare della conoscenza, e questo è ciò che accade con la teoria nebulosa.
Man mano che si sa di più sulla formazione di pianeti extrasolari, l'immagine di come si è formato il nostro sistema solare diventerà sempre più chiara..
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