Концепции иерархической Вселенной по Лапласу

Родился 23 марта 1749 в Бомон-ан-Ож (Нормандия). Учился в школе монашеского ордена бенедиктинцев. В 1766 приехал в Париж.

Занимался математикой, публиковался в математическом журнале Ж.Лагранжа. В 1771 по рекомендации Даламбера стал профессором Военной школы в Париже. В 1790 был назначен председателем Палаты мер и весов. После прихода к власти Наполеона занимал пост министра внутренних дел (1799), получил титул графа.

Основные астрономические работы Лапласа посвящены небесной механике. Этот термин впервые употребил сам Лаплас в названии пятитомного фундаментального труда Трактат о небесной механике. Здесь он решил сложные проблемы движения планет и их спутников, в частности Луны; разработал теорию возмущений траекторий планет, Солнца и Луны; предложил новый способ вычисления орбит; доказал устойчивость Солнечной системы; открыл причины ускорения в движении Луны. В истории развития космологии важнейшее место занимает знаменитая гипотеза Лапласа о формировании Солнечной системы из газовой туманности (небулярная гипотеза), которую он сформулировал в сочинении Изложение системы мира.

Физические исследования Лапласа относятся к областям молекулярной физики, теплоты, акустики, оптики. В 1821 он установил закон изменения плотности воздуха с высотой (барометрическая формула). В 1806-1807 разработал теорию капиллярных сил, вывел формулу для определения капиллярного давления (формула Лапласа). С помощью сконструированного им вместе с А.Лавуазье ледяного калориметра определил удельные теплоемкости многих веществ. Вывел формулу для скорости звука с поправкой на адиабатичность (1816). Лаплас - автор фундаментальных работ по математике и математической физике, (прежде всего - трактата Аналитическая теория вероятностей), в котором можно обнаружить многие позднейшие открытия теории вероятностей, сделанные другими математиками. В нем рассмотрены некоторые вопросы теории игр, теорема Бернулли и ее связь с интегралом нормального распределения, теория наименьших квадратов; вводится 'преобразование Лапласа', которое позже стало основой операционного -4- исчисления.

Широко известно уравнение Лапласа в частных производных, применяющееся в теории потенциала, теплои электропроводности, гидродинамике. Умер Лаплас в Париже 5 марта 1827. [2] -5- Изложение системы мира В Мелене Лаплас написал популярную книгу Изложение системы мира. В этой книге излагалась гипотеза Лапласа о происхождении солнечной систему, которую можно обобщить для вселенной. Он описывает развитие солнечной системы, как замкнутый процесс, не требующий вмешательства внешних сил [ 2 ] . По Лапласу все начинается с очень горячей газовой туманности, с высокой скоростью вращения.

Туманность, остывая, сначала сплющивается вдоль экваториальной плоскости, затем под действием силы всемирного тяготения сжимается и вследствие закона сохранения момента количества движения, вращается все быстрее и быстрее.

Вследствие больших центробежных сил от него постепенно отделялись кольца.

Разнообразные неустойчивости в движение частичек кольца, их взаимное притяжение приводят к слипанию частиц в планеты.

Аналогично происходит образование системы спутников планет, причем пример Сатурна показывает, что иногда слипание частиц кольца могло и не произойти.

Основные положения данной гипотезы: все вращается в одну сторону, совпадающую с первоначальным вращением туманности, траектории близки к круговым, а их плоскости близки к экваториальной плоскости туманности, по мере увеличения расстояния до центра период вращения увеличивается. Таким образом, согласно гипотезе Лапласа, планеты образовались раньше Солнца.

Солнечная система возникла в результате закономерного развития туманности.

Поэтому и принято называть эту концепцию “гипотезой Канта-Лапласа”, хотя во многих положениях гипотезы Канта и Лапласа расходятся. [1 ; 305 ], [ 2 ] Для вселенной обобщается следующим образом, Галактика - огромная туманность, разбившаяся на более маленькие туманности, из которых, на примере солнечной системе образовались другие звездные системы. -6- Противоречия Первые удары по гипотезе Лапласа были нанесены Гершелем еще при жизни Лапласа: у Урана обнаружились спутники с «обратным» направлением движения. Кроме того, траектория движения планет идет не по окружности, а по элептической орбите. Есть еще и другая проблема. Наша Солнечная система, состоящая из девяти планет разных размеров и масс, обладает особенностью: необычное распределение момента количества движения между центральным телом - Солнцем и планетами.

Момент количества движения есть одна из важнейших характеристик всякой изолированной от внешнего мира механической системы.

Именно как такую систему можно рассмотреть Солнце и окружающие его планеты.

Момент количества движения можно определить как “запас вращения” системы. Это вращение складывается из орбитального движения планет и вращения вокруг осей Солнца и планет.