39. A világegyetem keletkezése – kozmogónia. A csillagászok és bölcsészek hosszú idő óta keresték azoknak az átalakulásoknak eredetét, a melyek a világegyetemet mai állapotába juttatták; ennek következtében először is az a kérdés merült föl, milyen volt a világegyetem kezdeti állapota? Hogy e kérdést megoldják, feltevéseket kellett fölállítaniok, melyeket kozmogónikus feltevéseknek neveznek.

40. A probléma adatai. A különböző bolygók nem írnak le a Nap körül azonos pályát. De e pályák oly viszonyban vannak egymásközt, a mely ezeknek az egymást vonzó testeknek eredetére némi útmutatást ad.

Pl. az észlelések arról tanúskodnak, hogy:
1. Minden bolygó a Nap körül majdnem ugyanabban a síkban, oly irányban mozog pályáján, a mely a Nap északi sarkáról tekintve, ellentétes az óramutató járásával.
2. Holdjaik a bolygók körül szintén ugyanoly értelemben és körülbelül abban a síkban mozognak.
3. A Nap, a bolygók és a holdak, melyeknek forgását észlelhettük, mind ugyanabban az értelemben forognak tengelyük körül, mely pályájuk síkjára közel merőleges.
4. Végül a bolygók pályája majdnem köralakú és a holdak pályája is ilyen.

LAPLACE "Expositio du système du monde" (A világrendszer magyarázata) czímű munkájában megjegyzi, hogy bárminő volt is az ok, mely a különböző bolygók mozgását előidézte, vagy irányította, ennek az oknak mindeme testeket egyesítenie kellett; tekintve a jelentékeny távolságokat, melyek elválasztják őket, ez az ok csakis roppant kiterjedésű folyékony közegben nyilvánulhatott. Minthogy minden bolygó egy irányban, majdnem körben kering a Nap körül, következik, hogy a szóban forgó folyadéknak teljesen körül kellett vennie e csillagot, mint valami légkör, mely legelőször a legtávolabbi bolygó pályáján túl terjedett és rettentő nagy

41. A távcsövön megfigyelt ködfoltok adatai. Abban az időben, midőn LAPLACE nevezetes munkálafát bevégezte, WILLIAM H ERSCHELL (1738–1822.) angol csillagász, a ki előbb hivatást érzett az égbolt tanulmányozása iránt és az addig ismert legerősebb távcsövet készítette el és a ködfoltok tanulmányozására alkalmazta. Előtte csak néhány százat ismertek közülök; ő 2500-at fedezett föl és nekilátott szerkezetük tanulmányozásának. Íme, mint adja elő LAPLACE azokat a gondolatokat, a melyeket HERSCHELL munkái sugalmaztak neki:

"Ily módon a ködfoltok anyagának sűrűsödés-folyamata reávezet arra a gondolatra, hogy a Nap valaha roppant légkörrel volt körülvéve, arra a gondolatra, a melyre a naprendszer tüneményeinek vizsgálata vezetett."

42. A Nap-ködfolt feltevése. LAPLACE tehát a bolygórendszert kezdetben igen nagy hőmérsékletű ködfoltnak képzelte, melynek minden részecskéje az egyetemes vonzásnak megfelelően vonzza a másikat és a mely egy tömegben a súlyponton keresztül menő tengely körül állandó szögsebességgel forog, melyet igen csekély-

43. A fokozatós kihűlés hatása . Minthogy a ködfolt, mint éppen láttuk, a czentrifugális erő következtében elhatárolt méretű, rendkivül nagy hőmérsékletű anyaga a világűrrel érintkezik, mely felé szünet nélkül sugározza melegét. És ez a kisugárzás éppen az az "újabb ok", a mely a ködfolt életében közbejátszik és megakadályozza, hogy mindig ugyanabban az állapotban maradjon.

E kisugárzás miatt a hőmérséklet alább száll és ennek következtében fokozatos, lassú összehuzódás áll be; a ködfolt méretei lassanként csökkennek, részecskéi a forgástengelyhez közelednek. Tegyük föl, hogy bizonyos pillanatban a részecskék távolsága a forgástengelytől kétszerte kisebb lesz, mint volt az eredeti állapotban: akkor ebből a mechánika tételei szerint az következik, hogy a forgás sebessége négyszerte nagyobb lesz. A czentrifugális erő növekedése miatt a ködfolt tengelye irányában ellapul és a gőzök egy része az egyenlítő felé nyomul.

Legyen R a ködfolt kezdeti sugara; a kihűlés következtében ez a sugár R' lesz; ha R' kisebb, mint R-nek a fele, akkor mindazok a részecskék, a melyek az R' és R/2 sugarú gömbfelszín között vannak, bizonyos tekintetben megszünnek a ködfolt részei lenni, vagy legalább is nem forognak az egész tömegnek sebességével; a ködfolt tehát az egyenlítő síkjában egymásután gőzgyűrűket választ le, melyek elkülönítve a középponti magtól, tovább forognak azzal a sebességgel, a mely elválásuk pillanatában megvolt. Forgássebességük egyre kisebb lesz, mint a középponti

44. A bolygók születése. A ködfolt egyenlítő síkjában így levált övek tovább is gyűrűalakúak maradnának, ha elválásuk teljesen részarányos módon történnék. A legkisebb szabálytalanság akár az elkülönülés pillanatában, akár a későbbi kisugárzás alatt, erősebben lehűlt pontokat idéz elő. E pontok sűrűsödés-középpontokká válnak, másodrendű test létrejövetelét eredményezvén, egy bolygóét, melynek még mindig fölötte nagy hőmérsékletű részei gömbalakban halmozódnak össze. LAPLACE kimutatta, hogy a gyűrűövnek gömbalakú tömeggé sűrűsödése szükségképpen forgó mozgásba hozza ezt a tömeget.

Ebből megérthető, hogy minden bolygó miért írja le pályáját mind ugyanabban az irányban és a Nap egyenlítő síkjától csak kevéssé elhajló síkban.

E pályáknak köralakúaknak kellene lenniök, de a részarányosság hibája, mely az egy pontban való sűrűsödést okozta, megrontotta ugyanakkor a köralakot is és gyöngén összelapult ellipszissé változtatta.

Ha az elvált övek egyike nem sűrűsödik egy tömegben össze, nagyon sok apró sűrűsödés-középpont keletkezhetik és így magyarázható az a bolygógyűrű a Jupiter és Mars közt, a melynek tagjait teleszkópos bolygóknak nevezik.

45. A holdak születése. A rendszer végleges állapota. Előadtuk, hogy a levált övek miként sűrűsödtek bolygókká és hogy a sűrűsödés miként adott külön forgást a bolygónak a megmaradt mag körül.

De a bolygónak a sűrűsödés pillanatában forró tömege még idomuló állapotban van és önmaga körül forogva, a czentrifugális erő hatást gyakorol egyenlítőjére s egy vagy több övet elszakíthat belőle, melyek a maguk részéről kisebb, szintén gömbalakú magokban sűrűsödhetnek, melyeket a bolygó csatlósainak (szatellitái-nak) neveznek és a melyek körülötte forognak a saját forgó mozgásuknál kisebb haladó sebességgel.

Ha az övek a helyett, hogy egy tömegben sűrűsödnének, egész sereg apró pontban sűrűsödnek, az általános gyűrű alak megmarad; ilyen a Szaturnusz bolygó gyűrűje.

Végső eredményben e bolygók és csatlósaik rendszerének középpontjában ott van a Nap, melynek az előzők következtében

46. A bolygók kialakulásmódjának következményei. Ellapulás. A bolygók kezdetben idomuló, egy középponti mag körül fölhalmozott anyagból állottak és e középponti magon átmenő tengely körül forogtak.

A tapasztalat és az elmélet egybehangzóan mutatja, hogy midőn gömbalakú, folyékony tömeg egyik átmérője körül forog, a czentrifugális erő nagyobb az egyenlítőnél; ennek következtében a gömb elváltozik, ellapul a sarkainál és kiduzzad az egyenlítőnél, végül pedig forgásellipszoid alakját veszi föl, vagyis oly testét, a mely egy ellipszisnek kis tengelye körül való forgásából származik.

A kísérletet megtehetjük hajlékony aczélabroncsokkal, melyeknek kezdeti alakjuk kör és a melyeket függőleges átmérőjük körül forgathatunk; mihelyt a sebesség elegendő nagy, az abroncsok a tengely hosszában sülyednek és ugyanakkor a reá merőleges átmérőjük megnövekedik; a köralak eltünik és elliptikussá lesz.

E szerint a Föld, mint minden bolygó, nem lehet tökéletes gömb, bár első közelítő méréseink ezt mutatták. A sarkoknál a Földnek is el kell lapulnia, az egyenlítőn pedig ki kell duzzadnia; helyén való tehát pontosan kikutatnunk, milyen az alakja, mekkorák a tengelyeinek méretei és mekkora a lapultság értéke. A Föld alakjának ezt a tanulmányát kezdjük meg most a nyomozás két különböző módszerével. Az első tisztán mértani eljárás, a mely a méretnagyságok közvetetlen megmérésére vezet: ez a földmérés, a geodézia.

A második, tisztán fizikai mód abban áll, hogy a Föld szinén észlelhető nehézségi változások segítségével megkeressük annak a távolságnak változásait, a mely a Föld felszínének egyes pontjait, a Föld középpontjától elválasztja és melynek gömbi Föld esetén

47. A földkéreg. A hőmérséklet változása a Föld belsejében. A Föld kora. Az előző fejtegetésekből következik, hogy a bolygó felszine megszilárdulván, olvadt és ennek következtében folyékony anyagokat föd be. A középponti magot tehát szilárd kéreg borítja, melynek vastagságát könnyen megbecsülhetjük.

Valóban a tapasztalat azt mutatja, hogy midőn függőleges irányban a Föld belseje felé hatolunk, a hőmérséklet a mélységgel növekszik.

Ez a növekedés a különböző helyeken a talaj természete szerint változik, de az észleletek átlagából megállapítható, hogy a hőmérséklet körülbelül 1 fokkal növekszik 33 m. mélységre, vagyis körülbelül három fokkal 100 méterre. 1000 méterre eszerint már 30 fok, 100 km.-re 3000 fok az emelkedés. A hőmérsékletnek az egységnyi hosszúságú mélységgel való változását nevezik geotermikus grádiensnek.

3000 fokú, sőt jóval kisebb hőmérsékletben minden ismert test megolvad, sőt gázzá válik. Így tehát a földkéregnek nem lehet 100 km. vastagsága. Általában 70–80 km.-re becsülik e vastagságot.

A legmélyebb fúrás a Földön a paruschowitzi kút Sziléziában, mélysége 2003 m.

A geotermikus gradiens hőemelkedés (1°/33 hőemelkedés 1 m.-re) segítségével, ha a kihűlést kifejező matematikai képleteket használjuk, kiszámíthatjuk a Föld korát. De erre a czélra számos föltevésből kell kiindulnunk, a mi a számítást nagyon bizonytalanná teszi. Azonban összevetve a kapott adatokat, azt állíthatjuk, hogy a Föld "kora" minden valószínűség szerint 1000 és 4000 millió év között van; másrészt KELVIN lord kiszámította azt az időt, a mely a kéreg kialakulása és az életnek kezdetleges alakjában való megjelenése között lefolyt. Azt találta, hogy ez az idő 10000 és 100000 év közt van.

Végül a geológusok (pl. DANA) kiszámították a geológiai korszakok viszonylagos tartamát és a következő átlagos értékekhez jutottak: 75% esik az első korra, 19% a másodkorra és 6% a harmadkorra.