NASTANEK PLANETARNIH SISTEMOV: RAZKRIVANJE NATURALISTIČNIH ZGODB

Prevod članka: Hartnett, J. G., Planetary system formation: exposing naturalistic storytelling

 http://creation.com/the-naturalistic-story-about-planet-formation (Pridobljeno 9.5.2016)

Ko skušajo pojasniti, kako zvezde nastajajo po naturalistični poti, trčijo ob velike ovire, saj znani zakoni fizike kažejo, da je to praktično nemogoče.[1] Obstaja možnost, da zvezde nastajajo ob pomoči bližnje supernove, toda da bi to delovalo, se je treba zatekati k temni materiji kot ‘neznanemu bogu’ oz. ‘bogu vrzeli’, ker so taki dogodki tako skrajno malo verjetni.[2] Če v neustvarjenem vesolju ni tega ‘neznanega boga’, v bistvu ne more priti do nastanka zvezde v središču planetarne meglice. Od tod sledi, da podobne težave onemogočajo tudi nastanek planetov. Kako naj bi planeti nastali v meglici plina in prahu, ki se po znanih zakonih fizike ne more zgostiti v zvezdo v svojem središču?

Nadalje, kako dobiti sončni sistem s planeti v habitabilnem območju? Sevanje novorojene zvezde bi s foto-evaporacijo in zvezdnimi vetrovi odgnalo preostali plin in prah s poti planetov, zaradi česar bi bil nastanek planetov zelo malo verjeten. Domnevno se planeti zgostijo po modelu jedrnega zraščanja (ang. core accretion model), zaradi česar naj bi v nekaterih primerih nastal habitabilni planet v habitabilnem območju, tj. na pravšnji oddaljenosti od matične zvezde, da lahko voda obstaja v tekočem stanju.[3] Nato naj bi voda domnevno kondenzirala na površini tega novega planeta – toda po kakšnem postopku? V končni fazi je s tem povezano tudi vprašanje življenja drugod v vesolju, toda to je že druga tema.

Stranski produkt nastanka zvezd

Standardna astrofizikalna dogma pravi, da planeti nastanejo okoli zvezd kot naravni stranski produkt procesa nastanka zvezd.[4] Toda obstaja nekaj problemov.

Da bi se začetni molekularni oblak sesedel in sčasoma tvoril zvezdo, bi moral odstraniti vsa magnetna polja, ki nasprotujejo sesedanju (zaradi nabojev). Domnevni proces, ki iz molekularnih oblakov odstrani pritisk, ki ga povzroča magnetno polje, ima za posledico ione, ki odnesejo magnetna polja iz oblaka.4

Toda ta ista magnetna polja naj bi prenesla vrtilno količino nastajajoče zvezde v središču oblaka navzven v diskasto območje solarne meglice, da se premosti naslednji nerešeni problem. To je problem vrtilne količine, pri katerem bi domnevna osrednja zvezda morala imeti 99 % vrtilne količine sesedajočega se oblaka, v resničnih opazovanih osončjih, kakršno je naše, pa je 99 % vrtilne količine v planetih, torej v diskasti snovi okoli središčne zvezde. Predlagana naturalistična rešitev tega problema je pripovedovanje zgodb, kot je pokazano spodaj.

Potem je tu še problem omejitve Jeansove mase. Jeansova masa1 je spodnja meja mase oblaka z določeno temperaturo in gostoto, ki vodi v gravitacijsko sesedanje, nasprotno termodinamičnemu tlaku (vroč plin je nagnjen k širjenju, ne krčenju) – tj. če upoštevamo le temperaturo oblaka, ki je posledica oblakovega pritiska zaradi lastne gravitacije. Ta parametra, temperatura in gostota, naravno dosežeta ravnovesno stanje v t.i. virializiranem oblaku (ang. virialised cloud),[5] kjer gravitacijska energija uravnoteži notranjo kinetično energijo in je oblak gravitacijsko stabilen.

Tu navajam zapiske nekega predavanja o evoluciji zvezd (dostopno online):

»Ti oblaki plina so v stanju ravnovesja, tako da niso nagnjeni k temu, da bi se spontano sesedli sami po sebi, da bi oblikovali zvezde. Notranji pritisk plina in lastna gravitacija sta v ravnovesju, da oblake ohranjata stabilne. Seveda pa ti oblaki morajo postati zvezde, zato jih nekaj mora potisniti preko meje, kjer lastna gravitacija premaga pritisk plina.«[6] (poudarki dodani)

Takšna je vera evolucionističnih astrofizikov! Brez Stvarnika morajo živeti v upanju, da bodo našli rešitev problema, ki je videti nerešljiv. V nekem drugem članku razpravljam o tem, kar se uporablja kot rešitev glede nastanka zvezd1, kako pa je z nastankom planetov?

Astronomska opazovanja molekularnih vodikovih oblakov, za katere se trdi, da se bodo sčasoma sesedli in tvorili zvezde, naj bi potrjevala, da so oblaki dovolj gosti za premostitev meje, ki jo postavlja pogoj Jeansove mase, toda to ne pojasni, kako so ti oblaki sploh prišli v to stanje. Morda so udarni valovi z bližnjih supernov stisnili te oblake preko Jeansove meje? Toda opazovanja niso pokazala, da bi jedra oblakov imela dovolj veliko gostoto, da bi se lahko sesedla in tvorila Jupitrove mase, tj. objekte planetarne velikosti.4

Da bi se premostilo mejo, ki jo postavlja pogoj Jeansove mase (torej znani zakoni fizike), se uporablja obvoz, da »se predpostavi, da je Jeansov pogoj izpolnjen in da je oblak nestabilen za gravitacijsko sesedanje.«4

Alternativa je, da se zatekajo k sklicevanju na hipotetično temno materijo, ki ima priročno nenavadne lastnosti, tako da ni podvržena normalni termodinamiki in tako zagotavlja gravitacijsko silo, ki oblak sili v sesedanje, vendar brez toplotne energije, ki bi oblak podpirala proti gravitacijskemu sesedanju. Tako je toplotna meja presežena in oblak se skrči. Proces se nadaljuje s fragmentiranjem različnih območij znotraj oblaka, tako da je zadoščeno Jeansovemu kriteriju, to pa ima za posledico, da se različna območja sesedajo individualno, kar tvori mnoge manjše objekte znotraj izvirnega oblaka. Ta proces se imenuje fragmentacija.

Po teoriji se ta manjša območja gravitacijsko sesedajo, pri tem pa domnevno sevajo (z infrardečimi valovnimi dolžinami) presežno energijo iz svojih jeder, kar jih ohranja hladna. Normalno bi pričakovali, da se plin pri stiskanju segreje, kot se zgodi v kompresorju hladilnika. Toda domneva se, da se ta proces hlajenja nadaljuje, dokler se da. Do takrat je gravitacijska sila tako močna, da toplotna podpora zaradi povečanega pritiska nič več ne preprečuje sesedanja. Ko temperatura dovolj naraste, se molekule vodika razcepijo na atome in ‘protozvezda je rojena’. Tako pravi zgodba.

Modeli nastanka planetov

Obstajata dva konkurenčna naturalistična modela nastanka planetov: prvi uporablja pristop ‘od zgoraj navzdol’, drugi pa ‘od spodaj navzgor’.

Model ‘od zgoraj navzdol’ uporablja gravitacijsko nestabilnost podobno kot je uporabljena pri nastanku zvezd, kjer se po teoriji planeti izoblikujejo v diskih. Do tega domnevno pride, ker imajo nekatera območja diskov večjo gostoto snovi, kjer nastopi sesedanje zaradi gravitacije. Ko pride do sesedanja, protoplanet nato privlači več snovi k razvijajočemu se planetu. Toda s to idejo so problemi.

»… videti je, da življenjska doba solarne meglice ne bi zadoščala, da bi objekti, kakršna sta Uran in Neptun, zrasli dovolj hitro, da bi se še pred izčrpanjem meglice dokopali do mas, kakršne opažamo. Poleg tega mehanizem ne pojasni velikega števila drugih, manjših objektov, ki obstajajo v našem osončju in verjetno tudi v drugih planetarnih sistemih. … videti je, da mehanizem gravitacijske nestabilnosti ne pojasni porazdelitve mase ekstrasolarnih planetov, korelacije med nastankom planetarnega sistema in vsebnostjo kovin, ali širokega razpona gostot in velikosti jeder planetov, tako v osončju kakor tudi pri ekstrasolarnih planetih.«[7]

Model ‘od spodaj navzgor’ predpostavlja, da planeti rastejo v procesu združevanja manjših gradnikov. Po opazovanju drugih planetarnih sistemov astronomi dajejo prednost temu modelu, toda doslej še niso vzpostavili nobenega robustnega modela.

Tipično se scenarij začne z razširjajočo se meglico eksplozij supernov, kjer se plini zaradi širjenja ohlajajo. Iz ostankov teh eksplozij zvezd se elementi, kot so aluminij, titan in kalcij razpršijo po vesolju. Ko ostanek supernove naleti na hladnejši del fragmentiranega oblaka plina, ki se ni sesedel, se ostanek lahko razdeli na ‘prste’, ali pa manjše fragmentirane oblake plina lahko stisne udarni val bližnje supernove. Rezultat tega je, da se solarna meglica obogati z elementi, ki nastanejo pri zelo visokih temperaturah v supernovah. Ti elementi so potrebni za oblikovanje kamnitih planetov notranjega osončja, kot so Merkur, Venera, Zemlja in Mars.

Model združevanja predpostavlja, da delci z ledenim plaščem trčijo in se zlepijo, kar domnevno vodi v čedalje večje delce, ki se nadalje zaletavajo in zlepljajo, dokler niso dovolj veliki, da imajo gravitacijski vpliv na druge delce. Nato nastanejo ‘planetezimali’, ki tudi rastejo z nizko energijskimi trki in tako naprej. Gre za zgodbo, ki je zasnovana na opaženem dejstvu, da okoli zvezd zares obstajajo planeti.

Obstaja problem prej omenjenega tlaka sevanja iz novo nastajajoče osrednje zvezde, ki je nagnjen k temu, da iz planetarnega sistema odstrani zrna prahu. Toda domnevno ta ista zvezda pomaga pri nastajanju planetov z ohlajanjem snovi v protoplanetarnem disku, tako da se planetezimali lahko zgostijo v procesu združevanja majhnih zrn prahu. Izvedli so simulacije, s katerimi skušajo razumeti, kako se prah iz sferičnega haloja z naključnimi orbitami usede v sploščen disk v ekvatorialni ravnini osrednje zvezde.

»Hitrost usedanja prahu je sorazmerna polmeru zrna. Zrno velikosti 1 μm bi potrebovalo 10^7 let, da bi se usedlo v srednjo ravnino, kar je zelo počasi. Dejansko je prepočasi, da bi se planeti oblikovali preden se disk razprši. Torej morajo delovati drugi procesi4 (poudarki dodani)

Potekajo laboratorijske raziskave zlepljanja zrn prahu[8] in simulacije rasti zrn v vesolju,[9] da bi odkrili, kako majhna zrna zrastejo v velika, kajti brez tega mehanizma (ali mehanizmov) ne more biti nastanka planeta. Rast s trki ima probleme. Na primer, ko se velikost zrna povečuje, se veča tudi povprečna hitrost trka, ki zavre proces rasti ali ga dejansko obrne v smer razpada, saj se zrna odbijajo drug od drugega in tudi medsebojno razbijajo. Torej je treba poiskati drugačne mehanizme.

Poleg tega simulacije kažejo, da ko predpostavljeno zrno doseže velikost približno 1 m na razdalji 1 astronomske enote[10] od protozvezde, zrna v spirali padejo v protozvezdo v samo 100 letih. To je znano kot ‘metrska ovira’ nastanka planetezimalov. Vendar pa je slednje predlagano kot mehanizem, ki planetezimalom počisti prašne linije (orbite), kot kaže slika 1.

@ Slika 1: Ponazoritev zgodbe o nastanku zvezd. Vir: Bill Saxton, NRAO/AUI/NSF.

Zgodba pravi, da te probleme lahko reši bodisi nenavaden skok v gostoti zaradi povečanja tlaka na določeni razdalji od protozvezde bodisi turbulenca v diskastih območjih, ki povzroči, da se milimetrska zrna spajajo. Kako naj bi to tega prišlo, se ne ve. To vpeljujejo a priori, hkrati pa domnevajo, da kaj takega obstaja v realnih fizičnih sistemih:

»Čeprav mehanizma še ne poznamo popolnoma, zrna sčasoma postanejo kilometrski planetezimali.«4

Še več upajočih zgodb.

Po tej zgodbi planetezimali rastejo zaradi medsebojnih trkov, ko krožijo okoli svoje protozvezde. Ko postanejo dovolj veliki, zadevo prevzame v svoje roke gravitacija in nastopi združevanje, kar pripelje do embrionalnih planetov – protoplanetov. Glede časovnega poteka protoplanetov pravijo, da znaša od nekaj sto tisoč do približno deset milijonov let.

Zgodba se nadaljuje z vero, da protoplaneti še naprej rastejo z gravitacijskimi trki, pri čemer se počistijo preostala trdna telesa v planetarnem disku. V primeru našega osončja naj bi se to končalo po 10 do 100 milijonih let.

Ohranitev vrtilne količine

Ko se solarna meglica ‘zavrti’, da ohrani vrtilno količino, to domnevno proizvede protozvezdo v središču oblaka in sploščen disk plina v orbiti okoli nje, kot kaže slika 2. Domneva se, da disk nastane hitreje kakor zvezda, zato se večina mase osrednje zvezde kanalizira po disku. Ta ideja ima težavo z natančnim uglaševanjem. Terja proces, ki se konča tako, da je 99,9 % skupne mase sistema v osrednji zvezdi in samo 0,1 % v disku, čeprav je večina mase na začetku v disku.

»Med gravitacijskim sesedanjem jedra molekularnega oblaka se mora plin stisniti za velikostni faktor približno 10^6, da tvori zvezdo. Zaradi ohranitve vrtilne količine se začetno vrtenje oblaka izredno močno poveča, kar ima za posledico, da majhno osrednjo protozvezdo obkroža velik vrteč disk. V takih diskih nastajajo planeti.« (poudarki v izvirniku)4

Ko se oblak seseda, se mora zaradi ohranitve vrtilne količine vrteti hitreje. To povzroči močne centrifugalne sile, ki so največje na ekvatorju. Teorija domneva, da se zaradi tega oblak, ki se vrti in stiska, tudi razširi po ekvatorialni ravnini in tvori disk, kot prikazuje slika 2.

@ Slika 2: Ilustracija domnevnega nastanka diska v vrtečem se oblaku. Vir: astronomy.swin.edu.au/sao/downloads/HET620-M09A01.pdf

Oglejmo si naše sonce, čigar masa predstavlja 99,86 % mase osončja, a ima le 1 % vrtilne količine osončja.7 Vsi planeti skupaj predstavljajo le 0,14 % mase osončja, a imajo 99 % vrtilne količine osončja (večino prispeva Jupiter).

Teorija pravi, da mora biti večina vrtilne količine vsakega sončnega sistema na začetku v osrednjem jedru sesedajočega se oblaka, ki sčasoma postane zvezda. Osnovna fizika pravi, da se sesedajoča zvezda mora ‘zavrteti’ in tako vsebovati večino vrtilne količine sistema. Toda po nekaj časa se skoraj vsa vrtilna količina na nek način domnevno prenese na planete. To je ogromen problem za evolucionistično teorijo. Da bi ga rešili, so predlagali različne mehanizme, ki vključujejo viskozne, gravitacijske in magnetne vrtilne momente. Toda vsi ti predlogi so zgolj oprijemanje bilke.

Predlagani vrtilni momenti naj bi domnevno učinkovali tako, da zunanjo materijo potiskajo še bolj navzven, medtem ko naj bi zaradi njih notranja materija padala proti protozvezdi. Želijo si mehanizem, ki povzroči učinek, kakršnega povzroči Zemljin gravitacijski primež Lune, zaradi katerega se Lunina perioda poveča, ko se premika stran od Zemlje.

Čeprav toplotna gibanja in konvekcija v disku meglice ne pridejo v poštev, predlagajo magneto – hidrodinamično turbulenco, za katero verjamejo, da je bolj obetavna v smislu proizvajanja potrebnega navora. Predlagali so tudi lokalne in globalne gravitacijske nestabilnosti, za katere verjamejo, da vodijo v nastanek spiralnih gostotnih tokov v masivnih diskih. To naj bi bilo zelo učinkovito pri porazdeljevanju vrtilne količine (in snovi) po disku, dokler se ne doseže kvazi ravnotežje. Nazadnje so obravnavali tudi magnetne navore, za katere verjamejo, da nastanejo, če linije magnetnega polja iz protozvezde prepletejo disk. Rezultat naj bi bil, da se vrtilna količina protozvezde prenese navzven na disk. Toda, kot je že bilo rečeno, so magnetna polja že na začetku resen problem za nastanek osrednje zvezde. Dejansko so vse omenjene mehanizme predlagali zaradi vnaprejšnje zavezanosti materializmu. »Opažamo eksoplanete okoli zvezd, torej mora obstajati mehanizem.« Toda to je samo naslednja zgodba. Glejte tudi članek »Giant molecular clouds« (Veliki molekularni oblaki).[11]

Simulacije in pristranost pri potrjevanju

Kako te ideje lahko preverimo? Prvi način so računalniške simulacije, drugi pa, da poiščemo sisteme s protozvezdami na različnih stopnjah njihovega razvoja. Toda koliko robustno je to?

Dejansko se nobena simulacija ne začne samo z oblakom plina, temveč s temno materijo ali zelo gostim plinastim oblakom, ki se že seseda.9 Z drugimi besedami, v simulacijah predpostavljajo potrebne začetne pogoje, ki ji dopuščajo, da proizvede oblak, ki se seseda. Če tega ne bi storili, simulacije ne bi pripeljale do zvezd ali planetov.

Iskanje zvezd ali protozvezd na različnih stopnjah njihove domnevne evolucije je podvrženo pristranosti pri potrjevanju – kje astronom išče, za kar že verjame, da je res. V nasprotju s tem bi Bog lahko ustvaril zelo raznolike zvezde. Za njihov sončni sistem je lahko videti, da je v stanju, ki bi ga kozmični evolucionist morda označil za različno stopnjo evolucije, dejansko pa se nobeden ni evolucijsko razvil.

Predlagam, da nam opazovanje drugih zvezdnih sistemov lahko da vpogled v značaj nastanka našega osončja[12] kot ustvarjenega od Boga. Tudi s tem je povezana pristranost, le da je to nagnjenost k Stvarniku, ki je ustvaril druge oblike planetarnih sistemov povsod po galaksiji, od katerih so nekateri obdani s prašnimi oblaki, kot vidimo.[13]

Zaključek

Ali vidimo, kako nastajajo planetarni sistemi? Glejte članek »A protoplanetary system in formation?«3. Mislim, da je še prezgodaj, da bi odgovorili. Toda ali ima naturalistični model zadostno osnovo za trditve, da lahko pojasnijo nastanek planetov z uporabo samo znane fizike? Definitivno ne, zlasti ker se je treba zatekati k temni materiji in malo verjetnim dogodkom supernov. Čeprav je videti, da so se astronomi sprijaznili z enim modelom, in sicer modelom združevanja, ima mnoge nerešene – in celo nerešljive – probleme.

Komentarji naturalističnega nastanka planetov so zgolj pripovedovanje zgodb. Na številnih stopnjah so velike vrzeli, ki vključujejo neznane procese. Vrzeli so premazali z izrazi upanja na prihodnje preboje v znanosti, toda izraziti problemi ostajajo. V resnici skušajo z zgodbami obiti Stvarnika in vstaviti evolucionističnega ‘neznanega boga’.

Po biblijskem modelu ni razloga, da bi pričakovali, da Stvarnik ni ustvaril mnogih različnih oblik planetarnih sistemov, za katere evolucionisti lahko zmotno trdijo, da gre za različne ‘evolucijske stopnje’ nastajanja.[14] Sprejemam, da je Bog ustvaril ekstrasolarne planetarne sisteme četrti dan tedna stvarjenja pred približno 6.000 leti.

[1] Hartnett, J. G., Stars just don’t form naturally – ‘dark matter’ the ‘god of the gaps’ is needed, september 2015; creation.com/god-of-the-gaps.

[2] Hartnett, J. G., Is ‘Dark Matter’ the ‘unknown god’?, Creation 37(2):22-24, 2015; biblescienceforum.com.

[3] Hartnett, J. G., A protoplanetary system in formation?, september 2015; biblescienceforum.com.

[4] HET620-M09A01: Planet Formation: Disk Formation and Evolution, Swinburne University of Technology, 2011; astronomy.swin.edu.au.

[5] Postopno formiranje dinamičnega ravnotežja v oblaku z izgubo vsakršne podstrukture.

[6] Stellar Evolution – Details, page Notes 5-1, uni.edu/morgans/stars/notes5.pdf.

[7] Caroll, B. W. in Ostlie, D. A., An Introduction to Modern Astrophysics, 2nd Ed., Pearson, Addison Wesley, str. 862-863, 2007.

[8] Superglue of planet formation: Sticky ice, Spaceflight Now, Pacific Northwest National Laboratory News Release, March 2015; spaceflightnow.com.

[9] Glejte filme, ki so navedeni na: www.astro.lu.se/~anders/research.php.

[10] razdalja med zemljo in soncem, tj. 150 milijonov km.

[11] Hartnett, J. G., Giant molecular clouds, 2016; cretion.com.

[12] Hartnett, J. G., The ‘waters above’, J. Creation 20(1):93-98, april 2006; creation.com/waters-above.

[13] Zelo malo ekstrasolarnih planetarnih sistemov je bilo opazovanih tako natančno, da se vidi disk planetov in/ali prahu ali ostanke. Glej ref. 3.

[14] Na enak način evolucionistični paleoontologi razvrščajo fosilni zapis v shemo, ki naj bi predstavljala zaporedje dolgih obdobij, v katerih se je domnevno zgodila evolucija ene vrste organizma v drugo.