Образование колец является наиболее характерной чертой гипотезы Лапласа.

Лаплас полагал, что отделившиеся таким образом кольца образовались как раз в местах, занятых теперь орбитами планет. Он думал, что внутреннее трение между частичками каждого отдельного кольца должно было выравнять их угловые скорости, так что в конце концов кольцо вращается вокруг своего центра с угловой скоростью, одинаковой во всей своей массе. Охлаждение и взаимное тяготение частиц вело к дальнейшему сжатию кольца, которое, конечно, лишь в исключительных случаях могло бы быть однородным. В нем неизбежно должны были бы встречаться уплотнения и разрежения газа. Более массивные комки постепенно должны были притянуть к себе, собрать остальные частички, и, таким образом, каждое неоднородное кольцо сбивалось в один газовый шар, несущийся вокруг Солнца на том расстоянии, на каком отделилось соответствующее кольцо, и имеющий ту скорость, какую имела туманность на экваторе в момент отделения этого кольца. Поэтому-то кольца, отделившиеся позднее, находившиеся ближе к Солнцу и имевшие большую угловую скорость, превратились в планеты с наименьшим периодом обращения. Действительно, самая близкая к Солнцу планета – Меркурий обегает вокруг него в 88 суток; следующая планета – Венера – в 225 суток; Земля – в год, и так вплоть до Урана, обращение которого составляет 84 года. Солнце, которое Лаплас мыслит сжавшимся центральным ядром, обладает периодом вращения вокруг оси в 25 дней, т. е. еще более коротким, чем период Меркурия, что и соответствует теории Лапласа.

Действительно, после отделения кольца Меркурия сжимающееся центральное тело должно было начать вращаться еще быстрее. Вместе с тем описанные процессы, очевидно, вполне могли привести к тому, что существует в действительности, т. е. к тому, что орбиты всех планет – почти круговые и лежат почти в плоскости солнечного экватора, причем направления обращений все одни и те же – прямые.

Вращение планет и рождение спутников

Возникновение вращения планет вокруг своей оси Лаплас об'ясняет тем, что кольцо, сгущающееся в газовый комок, двигающийся с одинаковой угловой скоростью, т. е. так, что все его частицы в одно и то же время делают полный круг около Солнца, – имело скорость на внутреннем краю меньше, чем на внешнем. Поэтому внешние части как бы забегали вперед и привели этим во вращение образующийся газовый шар, дальнейшее сжатие и охлаждение которого привело к формированию планет в их современном виде.

Незначительная вначале скорость вращения планет впоследствии должна была увеличиться, потому что планета сжималась при охлаждении, а при этом, как мы знаем, скорость вращения увеличивается.

Однако, прежде чем застыть, многие пришедшие во вращение газовые шары – будущие планеты – испытали тот же процесс, в результате которого они сами образовались. Их охлаждение и сжатие повело к отслоению от них колец, лежащих почти в той же плоскости, что путь планеты около Солнца. С этими кольцами повторился процесс их распадения, и так, по мысли Лапласа, образовались спутники планет – их луны. Лишь у Сатурна, говорит Лаплас, газовые кольца, отслоившиеся от будущей планеты, оказались так однородны, что не могли собраться в отдельные большие тела, а распались на множество крошечных телец, которые, благодаря своему количеству, образовали метеоритные кольца. Действительно, исключительный вид планеты Сатурн, не забываемый никем, кто его видел в телескоп, является как будто лучшей иллюстрацией и лучшим подтверждением правильности гипотезы Лапласа.

Очевидно, вращение всех планет вокруг оси и обращение их спутников должны происходить в одном и том же прямом направлении. Только такие «прямые» движения были известны во времена Лапласа. Вытекающий из описанного процесса более короткий период вращения планеты вокруг оси, по сравнению с временем обращения спутников, согласовался с наблюдениями.

Опыт Плато

Можно себе представить, какое впечатление произвел опыт, при помощи которого гипотеза Лапласа, как казалось, была подтверждена. Его сделал в 1843 году Плато. Он взял смесь воды со спиртом, плотность которой была одинаковой с плотностью жидкого масла. Если в такую жидкость влить масло, то оно соберется в спирте в виде шара, находящегося в безразличном равновесии, не всплывая наверх и не падая на дно. Плато проткнул через этот шар палочку и привел ее в быстрое вращение, увлекающее и масляный шар. При быстром вращении жидкий масляный шар сплющивается, и от него в плоскости экватора отделяются кольца. Кольца скоро распадаются на отдельные мелкие шарики, продолжающие вращаться вокруг большого масляного шара, проткнутого палочкой. Получается как будто полная аналогия той картины, которую так мастерски набросал Лаплас.

Теперь мы уже знаем, что опыт Плато совсем не является подтверждением гипотезы Лапласа. Масляный шар, плавающий в спирте, не имеет ничего общего с огромной, разреженной и раскаленной туманностью Лапласа. В частности, в опыте Плато большую роль играют явления так называемого поверхностного натяжения жидкостей.

Происхождение комет

На иную точку зрения стал Лаплас для об'яснения происхождения комет с их вытянутыми путями вокруг Солнца, нередко пересекающимися под большим углом с плоскостями планетных орбит. Здесь Лаплас находится под влиянием тех результатов, которые он получил, тщательно вычисляя влияния, которые массивные планеты, особенно Юпитер, оказывают на движение комет.

Случается, что какая-нибудь «неосторожная» кометка пройдет около Юпитера слишком близко, и его могучее притяжение, действуя на близком расстоянии, может «совратить» кометку с того пути, по которому она бежала бы под действием одного лишь солнечного притяжения. Под действием таких возмущений со стороны Юпитера или Сатурна ее вначале параболический путь может стать замкнутым, эллиптическим, так что случайно забредшая в солнечную систему кометка может стать пленницей Солнца. Из случайной гостьи нашей системы она становится ее постоянным членом, становится периодической кометой. Вообще же Лаплас считал кометы чуждыми пашей солнечной системе. Он полагал, что они образуются в мировом пространстве, как сгустизшиеся обрывки туманностей, подобных тем, из которых развилась солнечная система. Странствуя в безднах вселенной, они по временам случайно попадают в поле притяжения какой-нибудь звезды, в том числе нашего Солнца. Тогда они огибают его, делаясь на это время видимыми с планет, и снова навсегда исчезают в безднах мироздания, если только Юпитер не захватит их в плен, как это было описано. Изложенная гипотеза Лапласа о «захвате периодических комет» до сих пор является, пожалуй, наиболее популярной.

Идея эволюции

Гипотеза Лапласа чрезвычайно убедительно продемонстрировала идею эволюции мировых тел, их естественного и постоянного развития. Она показала, как из более простых форм материи образуются более сложные, показала, что солнечная система должна была иметь свою историю во времени и что ее упорядоченность сегодня является необходимым (детерминированным) следствием законов, действовавших то вселенной миллиарды лет назад. Будущее солнечной системы обусловлено действием тех же неизменных законов природы и современным состоянием этой системы. Простому случаю и потусторонней воле в этой картине мира уже не осталось никакого места, и изменяемость солнечной системы, а с ней и Земли, должны были оказать и оказали свое влияние на целый ряд смежных дисциплин.

Если такое влияние гипотезы Лапласа имело место, а теория Канта осталась почти незамеченной, то это об'ясняется не только высоким авторитетом Лапласа в научных кругах. Ко времени Лапласа идеи эволюции уже зарождались в умах. Еще в 1759 году, почти одновременно с Кантом, К. Вольф впервые попытался указать в биологии на развитие видов и протестовал против теории их неизменяемости. Однако в его руках еще не было всех нужных для этого данных. Но через четверть века данные науки умножились и сами собой подготовили почву к восприятию идей эволюции, а Французская революция сделала мозги людей более восприимчивыми к новым мыслям, к новому мировоззрению.