Формирование звёзд и планет с точки зрения школьной физики. Детальный алгоритм рождения звёзд и появления планет, и следствия из него - страница 24

Ошибка в том, что мы рассматриваем не просто газ, а находящийся в гравитационном поле. Итак, введём координатные оси во вращающейся системе координат, относительно частицы вращающейся строго по кругу, не покидающей экватора – ось X направлена к солнцу, ось Y по направлению вращения идеального математического экватора, ось Z вверх от плоскости экватора. Тогда при столкновениях частиц. находящихся примерно на одной орбите, скорости сталкивающихся частиц по осям X и Y свободно взаимоуничтожаются, а вот по оси Z всё гораздо сложнее. Дело в том, что мы неявно предполагали, что все частицы столкнутся на самом экваторе, когда потенциальная энергия у них нулевая (наименьшая на данной орбите), а кинетическая энергия максимальна, а ведь это не так. Проведём мысленный эксперимент – возьмём всё пылевое облако, разобьём его на кубики размером 1км, все твёрдые частички из каждого кубика мгновенно слепим в одну снежинку внутри кубика, сохранив за ней среднюю скорость и координаты частиц, из которых эту снежинку слепили. Тогда у этих снежинок окажется практически нулевая скорость относительно экватора по любой из выбранных координат, но совсем не нулевая высота, которая в гравитационном поле сразу же начнёт обратно преобразовываться в скорость, которая достигнет на экваторе уже сотен м/сек! Так что, тепловой смерти нет, надо только правильно посчитать средние скорости движения.

Проведём следующий мысленный или численный (у кого есть компьютер и знания программирования) эксперимент. Итак, допустим, у нас на орбите летят частицы, которые должны слипнуться в снежинки, и для простоты вычислений предположим, что слипаться могут только частицы одинаковой массы. В начале эксперимента, на 0 шаге, это были атомы водорода, со скоростями до 1км/сек. На каждом следующем шаге сталкиваются любые две случайно выбранные частицы, находясь в любом случайно выбранном месте своей орбиты, вне зависимости от места предыдущего столкновения, их скорости гасятся, но потенциальная энергия остаётся. Проводим математическое моделирование (на уровне программирования для 10 класса), и получаем такую табличку:

Здесь у нас N= номер шага (кратно 10), Z=десятичная степень числа атомов в снежинке (10^Z ≈ 2^N, 10^3 ≈ 2^10), V и E= средняя арифметическая и среднеквадратичная скорость частиц в момент пересечения экватора.