Теория происхождения планетной системы, которая господствовала на протяжении всего девятнадцатого столетия, была предложена теологом Сведенборгом и философом Кантом. Она была научно оформлена Лапласом,[10] и суть ее состоит в следующем.

Сотни миллионов лет назад Солнце было очень обширной туманностью и имело форму, приближающуюся к диску. Этот диск по ширине был равен полной орбите самой далекой из планет. Он вращался вокруг собственного центра. Благодаря процессу сжатия, обусловленному гравитацией, в центре этого диска возникло шаровидное Солнце. В результате вращательного движения всей туманности пришла в действие центробежная сила; периферические частицы материи сопротивлялись притяжению центра, собирались в кольца, а затем в шары — это были первые очертания планет. Другими словами, в результате сжатия вращающегося Солнца материя разбивалась, и из отдельных порций этого солнечного материала формировались планеты. Плоскость, в которой вращаются планеты, — это экваториальная плоскость Солнца.

Эта теория теперь представляется неудовлетворительной. Наиболее существенны три возражения. Во-первых, скорость осевого вращения Солнца в период образования планетной системы не могла быть достаточной, чтобы заставить отделиться массы материи. Но даже если бы они отделились, они не собрались бы в шары. Во-вторых, теория Лапласа не объясняет, почему планеты имеют большую скорость углового вращения и годового обращения, чем та, которую могло сообщить им Солнце. В-третьих, что заставило некоторые спутники двигаться ретроградно или в направлении, противоположном движению большей части тел солнечной системы?

«Кажется, точно установлено, что какую бы структуру мы ни приписывали первоначальному Солнцу, планетная система не могла возникнуть просто как результат солнечного вращения. Если Солнце, в одиночестве вращаясь в пространстве, не способно из самого себя произвести семейство планет и сателлитов, возникает необходимость предположить присутствие и участие какой-то второй силы. Это сразу выводит нас на волновую теорию».[11]

Волновая теория, которая первоначально называлась «планетезимальной»,[12] исходит из того, что звезда пересекает пространство вблизи Солнца. Огромный поток материи выбрасывается с Солнца на проходящую звезду, вырывается из массы Солнца, но остается в сфере его влияния, превращаясь в материал, из которого строятся планеты. Согласно волновой теории, масса, исторгнувшаяся из Солнца, распадается на мелкие части, которые затвердевают в космосе. Некоторые из них вырываются из солнечной системы, некоторые вновь падают на Солнце, но остальные вращаются вокруг него, согласно законам гравитации. Растянувшись по удлиненным орбитам вокруг Солнца, они собираются, выравнивают свои орбиты в результате взаимных столкновений и увеличиваются до размеров планет и их спутников.

Волновая теория[13] не позволяет материи оторваться от Солнца, чтобы сначала рассеяться, а потом собраться воедино. Волна выбрасывает массу малыми порциями, которые довольно быстро переходят из газообразного состояния в жидкое, а затем в твердое. В пользу этой теории свидетельствуют данные о том, что подобная волна, разбиваясь на серию «выбросов», скорее всего даст наибольшие «выбросы» из середины своей массы, а наименьшие — из начала (вблизи Солнца) и конца (наиболее отдаленного от Солнца). Действительно, Меркурий, ближайшая к Солнцу планета, очень мал; Венера больше него; Земля чуть больше Венеры; Юпитер в триста двадцать раз больше Земли (по массе); Сатурн чуть меньше, чем «Юпитер; Уран и Нептун, хотя и большие планеты, не так велики, как Юпитер и Сатурн. Плутон почти так же мал, как и Меркурий.

Первое противоречие волновой гипотезы связано именно с тем пунктом, на который обычно ссылаются в ее доказательство — с массой планет. Между Землей и Юпитером вращается маленькая планета Марс, составляющая по массе одну десятую часть Земли, а согласно схеме, здесь можно предполагать планету, превышающую массу Земли в десять-пятьдесят раз. К тому же Нептун больше, а не меньше Урана.

Другим противоречием является относительно редкая возможность пересечения двух звезд. Один из создателей волновой теории считает это доказательством ее вероятности:[14] «При самой приблизительной оценке мы можем предполагать, что данная звезде возможность сформировать планетную систему составляет один шанс за период в 5 ООО ООО ООО ООО ООО ООО лет». Но поскольку период жизни звезд намного меньше этой цифры, «только одна звезда из 100 ООО может в течение своей жизни сформировать планетную систему». В Галактической системе, состоящей из ста миллионов звезд, планетные системы «возникают примерно один раз в пять биллионов лет… наша собственная система, возраст которой около двух биллионов лет, возможно, самая юная во всем галактическом звездном мире».

И небулярная и волновая теории рассматривают планеты как производные Солнца, а спутники — как производные планет.

Проблема происхождения Луны может существенно поколебать волновую теорию. Будучи меньше, чем Земля, Луна быстрее завершила процессы охлаждения и высыхания, и лунные кратеры уже утратили активность. Подсчитано, что Луна имеет меньший удельный вес, чем Земля. Доказано, что Луна возникла из поверхностных слоев земного тела, которые богаты легким силиконом, в то время как земная кора, основа земного тела, состоит из тяжелых металлов, главным образом железа. Но этот вывод доказывает, что возникновение Луны и Земли не было одновременным. Земля, формируясь из массы, выброшенной Солнцем, подверглась процессу выравнивания, в результате которого тяжелые металлы осели в коре, а кремний — на поверхности. И это произошло до того, как Луна отделилась от Земли в результате нового волнового выброса. Это подразумевает два волновых выброса в системе, где шанс даже единственного выброса чрезвычайно редок. Если прохождение одной звезды вблизи другой среди ста миллионов звезд случается только раз в пять биллионов лет, два подобных случая для одной и той же звезды выглядят совершенно неправдоподобно. Следовательно, за неимением лучшего объяснения можно предположить, что спутники оторвались от планет за счет солнечного притяжения во время их первого прохода по перигелию, когда, растянувшись вдоль удлиненных орбит, планеты близко подошли к Солнцу.

Вращение сателлитов вокруг планет также трудно согласуется с существующими космологическими теориями. Лаплас выстроил свою теорию происхождения солнечной системы на том предположении, что все планеты и спутники вращаются в одном и том же направлении. Он писал, что осевое вращение Солнца, орбитальные обращения и осевые вращения шести планет, Луны, спутников, колец Сатурна представляют сорок три разновидности движения, но лишь в одном направлении. «Изучив все вероятности, мы обнаруживаем, что более четырех тысяч биллионов шансов против одного за то, что такое устройство не случайно; такое допущение значительно более вероятно, чем подлинность ряда исторических фактов, в которых никто не дает себе права усомниться».[15] Отсюда сделал вывод, что общая первопричина направляет движение планет и спутников.

Со времени Лапласа были открыты новые небесные тела солнечной систембь Теперь мы знаем, что хотя большинство спутников вращаются в том же направлении, как планеты и Солнце, спутники Урана движутся в плоскости, почти перпендикулярной к орбитальной плоскости их планеты, а три из одиннадцати спутников Юпитера, один из девяти спутников Сатурна и один спутник Нептуна движутся ретроградно. Эти факты противоречат главному аргументу теории Лапласа: вращающаяся туманность не могла произвести спутники, движущиеся в двух разных направлениях.