Физика на ладони. Об устройстве Вселенной – просто и понятно - стр. 72

На рис. 6.8 отображено, какие силы действовали на облако: гравитация, направленная к центру облака, и центробежная сила, возникшая из-за вращения, стремящаяся отдалить пылинки от центра вращения. Мы видим, что равнодействующая этих сил направлена к срединной плоскости облака, перпендикулярной оси вращения.

Таким образом, по мере того, как облако сгущалось, с одной стороны, его скорость увеличивалась, с другой – все газы и пыль сосредотачивались на срединной плоскости. Именно здесь пылинки спрессовались, образуя планеты, в то время как большая часть массы сконцентрировалась в центре облака, образовав Солнце.

Это объясняет, что сегодня все планеты вращаются вокруг Солнца в одну сторону на одной плоскости, которую называют «плоскостью эклиптики». Точно так же все главные естественные спутники в Солнечной системе вращаются в одну сторону вокруг планет рядом с плоскостью эклиптики.

Рис. 6.8 – Превращение сферического облака в диск

СИЛА ЦИКЛОНОВ

Мы видели, что в земной атмосфере ветра имеют тенденцию переходить от антициклонов к циклонам, вращаясь вокруг них благодаря силе Кориолиса, то есть воздух, вращаясь, стекается к циклону. Здесь мы имеем дело с той же ситуацией, как в случае с вращающимся облаком, которое сгущается.

Сохранение момента импульса подразумевает, что чем больше воздух приближается к оси вращения (центру циклона), тем быстрее он вращается вокруг этой оси: чем ближе к центру циклона, тем ветер все неистовей. Это объясняет, почему в наших умеренных широтах циклоны часто сопровождаются сильными ветрами. В тропических районах циклоны еще более мощные, то есть это явление выражено еще ярче: ветра вращаются с очень высокой скоростью вокруг центра циклона, что образует так называемый глаз циклона.

Наконец, мы можем понять, почему вода, вытекающая через сливное отверстие умывальника, начинает вращаться. Здесь также происходит приток материи к определенной точке (в данном случае к сливному отверстию). Если вначале есть хотя бы малое волнение, движение вращения очень быстро усилится из-за сохранения момента импульса по мере того, как вода будет приближаться к сливному отверстию. В конечном итоге мы видим водоворот, чья скорость гораздо выше вблизи от слива.

Наконец, если бы скорость вращения облака не увеличилась во время сгущения, не возникло бы центробежной силы, и вся материя сконцентрировалась бы в Солнце из-за гравитации: планет вокруг не возникло бы. Нашим существованием мы обязаны сохранению момента импульса.

Это рассуждение поясняет и то, почему галактики в той или иной степени имеют форму диска (большинство звезд вращаются на одной плоскости).