Как известно, планеты нашей солнечной системы вращаются вокруг Солнца примерно в одной плоскости. Если мы посмотрим на другие системы, то увидим такую же картину. Более того, галактики тоже имеют дисковидную форму? Почему так? Почему галактики и планетные системы не имеют форму, например, сферы?
Вы можете также просмотреть или прослушать эту статью на нашем канале на youtube!
Вращение материи в одной плоскости обусловлено двумя причинами. Во-первых это постоянные столкновения между частицами, во вторых это то, что действие происходит в трёхмерном пространстве. Космические объекты образуются из гигантских газопылевых облаков самой разнообразной формы. Эти облака сжимаются под действием собственной гравитации, а частицы пыли сталкиваются между собой и слипаются в единое целое. Движение каждой отдельной частицы предсказать невозможно, но если посмотреть на них на всех в целом, то окажется, что у них есть общий момент импульса относительно центра масс облака, который и задаёт плоскость в которой всё будет вращаться.
В облаке трудно увидеть это общее направление вращения, но математика говорит, что оно есть, и как обычно оказывается права.
Направление общего момента импульса зависит от множества случайностей, таких как форма облака, его размер, столкновения облака с другими облаками и звёздами. В результате, какой плоскости повезет изначально иметь чуть больший импульс, та со временем, после множества столкновений сгонит к себе всю остальную материю и определит общую ось вращения объекта.
Те частицы, которые вращаются вне этой плоскости, будут сталкиваться между собой и слипаются, при этом будет теряться их кинетическая энергия, что со временем сведёт на нет это вращение. При этом два противоположных импульса от вращения “вверх” и “вниз” будут компенсироваться, и это не противоречит закону сохранения импульса, ведь как перед столкновением общий импульс был нулевым, так и после него он будет равен нулю.
А вот частицы которые вращаются в плоскости определённой общим моментом импульса должны продолжать вращаться, ведь их импульсы никем не скомпенсированы, а момент импульса изолированной системы является неизменным, количество вращения не может уменьшаться. Материя которая вращается в плоскостях паралельных данной, постепенно сгоняется в неё центробежной силой.
Видели как в пиццерии подбрасывают толстый диск теста, чтобы он при вращении стал тоньше? С газопылевыми облаками происходит примерно то же самое.
Таким образом облако превращается в тонкий диск на подобии спиральной галактики или планетной системы, из которого потом по такому же принципу образуются звёзды и планеты со спутниками.
А вот в четырехмёрном пространстве всё было бы немного иначе. Возникло бы две плоскости вращения газа и не было бы направления вверх и вниз, в которых частицы теряют энергию из-за столкновений, поэтому облако так бы и осталось облаком.
Ставьте палец вверх чтобы видеть в своей ленте больше статей о космосе и науке!
Подписывайтесь на мой канал здесь, а также на мой канал на youtube. Каждую неделю там выходят видео, где я отвечаю на вопросы о космосе, физике, футурологии и многом другом!