恒星世界在中誕生,也在暴力中消亡。恒動推動了宇宙的運也是生命的起源。銀河系有2000億個恒太陽是銀河系中億萬恒星中的一個,有46億年的歷史,直徑為160萬公里
恒星世界在中誕生,也在暴力中消亡。恒動推動了宇宙的運也是生命的起源。銀河系有2000億個恒太陽是銀河系中億萬恒星中的一個,有46億年的歷史,直徑為160萬公里,在銀河系及宇宙中,太陽的體積微不足道。海山二恒星比太陽大800萬倍。參宿四恒星比海山二還大300倍,參宿四恒星也不是最大的恒星,有個VY恒星大的驚人,比太陽大10億倍,直徑相當于整個銀河系。 恒星由宇宙塵埃、氣體和星云等物質(zhì)、暗物質(zhì)和暗能量組成。
星云是恒星的搖籃。宇宙初期有數(shù)百億個塵埃星云,如馬頭星云、鷹狀星云、草帽星云等。2004年天文學家曾發(fā)射“斯皮策”紅外太空望遠鏡,觀測新恒星的誕生過程。宇宙早期太空中彌漫著無數(shù)的氫氣團,物質(zhì)密度大的地方其溫度就高,密度小的地方溫度就低。冷熱氫氣團久而久之就形成旋渦,而且是越轉(zhuǎn)越快。在引力的作用下,氫氣團的密度越來越高,吸入氣團內(nèi)的物質(zhì)越來越多,大約經(jīng)過50萬年的漫長過程,氣團中心的溫度達到了1500萬℃,氫氣原子之間發(fā)生聚合變成氦,釋放巨大的能量而且發(fā)光,就這樣氫原子在引力作用下升溫、高壓和極大密度下,發(fā)生核聚變反應(yīng),釋放巨大無比的聚變能,從而誕生了宇宙的第一顆恒星,質(zhì)量越大的恒星聚變速度越大越快。宇宙從恒星誕生的那天起開始從黑暗走向光明,而且越來越璀璨奪目。宇宙中有數(shù)十億、百億、千億、千萬億顆恒星,直至形成現(xiàn)在的宇宙。 恒星中的能量從哪里來?上個世紀20年代,人們一直不解。直至天才科學家愛因斯坦發(fā)現(xiàn)了質(zhì)能守恒定律,即E=mc²,人們才從愚昧中走出來。 根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能轉(zhuǎn)換定律,科學家發(fā)明了原子彈、氫彈。共同認識到太陽內(nèi)部在分秒之間進行核聚變,從誕生那天起,50億年來一直未停止過。 為模擬太陽中心核聚變現(xiàn)場,天文學家在倫敦建了一個托卡馬克實驗室,設(shè)計出一個重3.6噸的儀器,用電流將氫原子加熱到3億℃,這時兩個互相排斥的氫原子極不穩(wěn)定,兩個氫原子以1600公里∕秒的速度,在雜亂運動中聚合,產(chǎn)生氦和釋放能量,這就是太陽內(nèi)部的核聚變的真實寫照。為什么太陽不一下子爆炸成塵埃呢?堅持了近50億年,而且還要繼續(xù)下去?這個問題提得好。主要原因是太陽的質(zhì)量太大,猶如一層厚厚的殼,將太陽中心的聚變能約束住,炸不飛太陽。太陽直徑有140萬公里,核聚變發(fā)生在太陽中心的幾十公里區(qū)域內(nèi),巨大的引力使太陽中心具備核聚變條件(氫原子、1500萬℃高溫、高壓)每分每秒發(fā)生核聚變,釋放巨大的能量,科學家做過測算,每次聚變相當于廣島原子彈的10億倍。爆炸力方向與引力相反,互相抵消。幾十億年來,太陽內(nèi)部的聚變反作用力與向心引力就這樣互相較勁消耗著,哪一方都沒有退卻,勢均力敵,達到平衡。太陽中心的核聚變產(chǎn)生能量和光子,光子在太陽內(nèi)部開始漫長的旅行。據(jù)測算,要幾百、幾千、幾十萬年,光子才可能到達恒星光球表面。太陽光子到表面需要160萬年,海山二到達地球是8000年前的光,參宿四的光是500年前發(fā)出的。光子向太陽表面前進時,路上要與其他粒子撞擊數(shù)十億次,經(jīng)常改變方向,這就是光子為什么那么慢,到達太陽光球表面的原因。光子到達光球表面立刻加熱表面物質(zhì),使其溫度從1萬℃迅速升高到1000萬℃,形成閉合磁力線,攜帶大量高強度粒子流向太空噴發(fā),磁力線互相交匯撞擊,在太陽表面形成一股破壞力極強的太陽風。科學家在實驗室摸擬了太陽表面的閉合磁力線爆發(fā)情況,強度雖小,但原理相同。恒星質(zhì)量雖然很大,它能夠誕生,也不可能永遠生存下去,一定要走向消亡,這是無法違背的自然規(guī)律。恒星的消亡是內(nèi)部的聚變原料消耗殆盡,爆炸力量越來越弱,最后因燃料耗盡而終止,在爆炸力與引力的角斗中,引力最終取得全面的勝利?茖W家測算,太陽每秒消耗6億噸氫燃料,大約70億年后太陽中心將停止熱核反應(yīng)。但外層空間受溫度影響迅速膨脹,由現(xiàn)在的140萬公里,擴大到1億公里,成為一顆紅巨星。水星、金星將被紅巨星太陽吞噬,地球也難幸免,高溫將使地球海水全部蒸發(fā)掉,大氣被吸走,地球完全可能被撕碎,或者被吞噬,成為紅巨星太陽的一部分。紅巨星太陽內(nèi)部也不安靜,氦原子聚變?nèi)栽诶^續(xù),變成氧燃燒,最后變成熾熱無比碳核白矮星。體積與地球相仿,但密度是地球的100萬倍。1立方厘米的白矮星放在地球表面可以毫不費力從地心穿過,可見白矮星密度之高!比太陽質(zhì)量大幾倍的恒星死亡,死亡后不變白矮星,而是中子星,又稱鉆石星,因為鉆石就是純碳晶體組成,硬度非常高。質(zhì)量比太陽更大的參宿四恒星死亡,場面壯烈的多,其內(nèi)部由碳元素與氧繼續(xù)衰變下去,最后出現(xiàn)鐵元素,鐵元素是吸收能量的殺手,恒星內(nèi)部出現(xiàn)鐵元素就意味著死亡的開始,鐵越積越多,直至將恒星內(nèi)部能量吸干,引力向鐵核擠壓,幾秒鐘之內(nèi)引起恒星爆炸,天文學將鐵核恒星的爆炸,稱為超新星爆炸。天文學家已找到一顆超新星爆炸,距地球17萬光年,爆炸的火球直徑達數(shù)萬公里。天文學家用巨型激光器模擬超新星爆炸,即用強大的電能發(fā)出136股激光束,攻擊一個目標,結(jié)果目標氣化,存在十萬分之一秒向外擴散,沖擊波帶動下物質(zhì)沖到表層,產(chǎn)生更重的元素,金銀、鈾等重元素就是超新星爆炸的產(chǎn)物,因為重金屬元素形成的條件苛刻,所以宇宙中貴重金屬元素稀少。超新星爆炸并不是全部變成塵埃,其中子星內(nèi)核依然存在,中子星直徑大約30公里。其外殼殘骸送入太空。中子星有個特點,定時向太空噴發(fā)Χ射線。根據(jù)此特點,尋找到Χ射線源就找到了中子星。恒星消亡,向宇宙播撒人間萬物,有各種元素,也包含生命。因此,可以推斷:太陽中的各種粒子也是重復使用的,很可能星超新星爆炸三代、四代的產(chǎn)物。其中包括我們?nèi)祟惿眢w,組成各種器官的原子可能來自不同的恒星。宇宙中恒星的燃料總有耗盡的那一天,可能是數(shù)萬億年后,但那一天遲早會來。恒星消亡時宇宙又回到黑暗時代。也許黑暗過了相當長的時間,新的大爆炸又開始了,新的宇宙又誕生了!《了解宇宙如何運行》紀錄片解說詞(2)第二集:黑洞 黑洞蘊藏著巨大的能量,但人們?nèi)庋酆蛢x器卻看不到它,因為光線靠近黑洞都被它吞噬,所以得名“黑洞。”宇宙中確實存在這樣的神秘天體。黑洞引力驚人,恒星、行星及星際物質(zhì)靠近它都被黑洞吸進,所以,黑洞是宇宙的統(tǒng)治者、終結(jié)者,F(xiàn)已查明,銀河系中心存在著巨大的黑洞。用瀑布形容黑洞中心吸進物質(zhì)的過程很貼切。當小船在河上游時,劃船者可任意上行,但當小船靠近瀑布邊緣時,無論劃船者怎么用力都逃脫不了被急流吸進瀑布的命運。小船相當恒星天體,瀑布相當黑洞。巨大的引力使一切宇宙物質(zhì)都無法逃逸,甚至光線都被吸進黑洞。 假設(shè)黑洞光顧太陽系,太陽系的行星、衛(wèi)星、彗星、將被巨大的引力吸引偏離固定的軌道,在太陽系內(nèi)互相撞擊引起混亂。地球的大氣、海水相繼被黑洞引力吸走,地表(殼)被引力剝離,最后地球液態(tài)地幔、鐵質(zhì)地心被吸進黑洞,同樣太陽也逃脫不了消亡的命運。十倍以上巨型恒星當她消亡時就會形成超新星爆炸,更大的恒星消亡時形成超超新星,黑洞在超新星的爆炸中誕生。宇宙中恒星、超級恒星、超超級恒星密布,她們消亡時會產(chǎn)生許多大小不同的黑洞。如大犬座VY超大型恒星爆炸,產(chǎn)生一個直徑30億公里的黑洞。黑洞越大,引力越大,每秒鐘吸進的物質(zhì)越多、速度越快,但因物質(zhì)吸進的太多,又不均勻,有時黑洞也“咳嗽”,出現(xiàn)噎著引起黑洞顫抖。當黑洞內(nèi)部吸進物質(zhì)能量飽和時,黑洞將從軸心兩側(cè)同時爆發(fā)γ射線暴,其威力僅次于宇宙奇點大爆炸。γ射線暴能量奇高,速度極快,破壞力極大,γ射線暴噴發(fā)途中可以摧毀任何星系、星團和恒星。幸運是γ射線暴沒在銀河系發(fā)生,多發(fā)生在河外星系。觀測γ射線暴,可以窺測宇宙的奧秘。天文學家發(fā)射一枚斯維夫特衛(wèi)星探測器,拍到γ射線暴。γ射線暴與黑洞關(guān)系密切,發(fā)現(xiàn)γ射線暴,動搖了天文學的基礎(chǔ)。宇宙中有數(shù)十億個黑洞,理論計算黑洞幾乎無處不在。但我們卻不能直接觀測黑洞,對黑洞的物理特性一無所知。用發(fā)射飛船用人觀測黑洞太危險,不現(xiàn)實,但現(xiàn)在有了機器人,我們完全可以利用機器人操縱探測器對黑洞進行觀測,并將探測器、機器人做的足夠結(jié)實堅固,當探測器接近黑洞事件視界時將圖像、信息發(fā)回來,我們就可以了解黑洞視界外和黑洞內(nèi)部的情況,F(xiàn)在這只是設(shè)想方案,并沒有真正實施。如果銀河系中心確實存在超大型黑洞,因為距太陽太遙遠,所以,地球是安全的。銀河系有數(shù)千億顆恒星,圍繞中心旋轉(zhuǎn),并有兩個旋臂。是什么力量促使數(shù)億顆恒星繞銀河系中心旋轉(zhuǎn)?天文學家想象:銀河系中心必然存在一個超大型黑洞。為觀測銀河系中心黑洞,天文學家在智利莫納亞克山上建了一個直徑9米的紅外線望遠鏡,科學家歷經(jīng)15年,拍攝數(shù)千張銀河系中心的照片,經(jīng)過分析發(fā)現(xiàn)在銀河系中心有個恒星團,幾十顆恒星圍繞中心高速旋轉(zhuǎn),速度高達每小時幾百萬公里。因此斷定銀河系中心確實存在一個巨大黑洞。星系越大,星系中心的黑洞越大。仙女座星系黑洞比太陽大1.4億倍。M87黑洞是太陽的200億倍。早期宇宙,第一批出現(xiàn)的恒星質(zhì)量都比太陽質(zhì)量大的多,都是超級恒星,當這些超大恒星消亡時往往引發(fā)超新星爆炸,出現(xiàn)一系列大小不一的黑洞。這些黑洞互相碰撞形成更大的黑洞,當塵埃、恒星、星團、星系都被黑洞吸收時,黑洞軸心兩面將噴射高能粒子流,其寬度比太陽直徑大20倍。高能粒子流,天文學稱類星體,類星體是宇宙中的重要天體,有證據(jù)說明類星體是產(chǎn)生星系的溫床。黑洞到底是什么?黑洞是神秘天體,在宇宙中黑洞確實存在。有科學家預(yù)測黑洞是時空捷徑,是通往另一個宇宙的大門,很可能黑洞是大爆炸的反面,正面大爆炸產(chǎn)生新宇宙,而黑洞是陳舊宇宙消亡的縮影。 《了解宇宙如何運行》紀錄片解說詞(3)第三集:大爆炸宇宙大爆炸發(fā)生在140億前的一瞬間。從那一瞬間起,宇宙誕生了,能量轉(zhuǎn)變物質(zhì),出現(xiàn)了恒星,萬物,乃至水和生命。我們的過去、現(xiàn)在、未來都產(chǎn)生在大爆炸那一瞬間。讓我們回到發(fā)現(xiàn)宇宙大爆炸以前的時刻。那時天文學家一致認為我們的宇宙是一個不變的天體,地球是中心,金木水火土星,甚至太陽都圍繞地球旋轉(zhuǎn),后來發(fā)現(xiàn)太陽不過是銀河系的一員,銀河系才是宇宙。1929年,天文學家哈勃在威爾遜天文臺用望遠鏡觀測宇宙恒星時,發(fā)現(xiàn)所有的恒星光譜,在不同時期觀測,其紅色譜線有后移現(xiàn)象。紅色是熱量譜線,后移說明所有的恒星距地球越來越遠。這一發(fā)現(xiàn)震驚世界!人們自然聯(lián)想,宇宙中的恒星既然遠離我們,那么在這之前一定與我們較近,進一步聯(lián)想,宇宙在膨脹,那在以前的某個時刻一定很小。于是宇宙大爆炸的理論假說誕生了!宇宙起源于一個比原子還小的奇點。這似乎不可理解,偌大的宇宙時空和物質(zhì)都濃縮在一個比原小還小的粒子中可能嗎?懷疑是正常的,因為確實匪夷所思。問題是你必須承認宇宙萬物都是遵循從無到有的規(guī)律,既然這樣,那么宇宙起始于奇點的大爆炸就不是不可能。通過宇宙膨脹速度反向推算宇宙大爆炸始于137億年前的某個時刻,一聲難以想象的滔天巨響,我們的宇宙誕生了。據(jù)科學家測算,奇點里的溫度、密度極高,是一個比原子還小的純能量奇點。里面蘊藏著不低于4000億個星系形成所需要的物質(zhì)。爆炸時間相當短暫,只有幾億億億分之一秒。天文學家卡洛斯在虛擬世界里用超級計算機,模擬奇點大爆炸時情景,他提出三個方案,一個引力比較小,一個引力比較大,結(jié)果較小引力沒有反應(yīng),較大引力都變成黑洞,只有引力恰到好處才可能誘發(fā)大爆炸。宇宙奇點瞬間大爆炸,時空開始,所用的時間僅是幾億億億分之一秒,而宇宙膨脹的速度也是幾億億億倍。大爆炸的速度肯定是超光速的,是光速的十幾倍、千萬倍?人們無法知道?茖W家在計算宇宙大爆炸時,往往使用普朗克時間常數(shù)。所謂普朗克時間常數(shù)約等于一年的秒數(shù)乘以140億年,即31536000秒×14000,000,000年。簡寫:4.415Χ10(17次方)之一秒?梢娖绽士藭r間常數(shù)多么短暫。大爆炸后幾個瞬間,宇宙體積由奇點擴大到地球大小;再過幾個瞬間,宇宙體積擴大到太陽系大小,溫度極高,仍有幾億億℃;再過幾個瞬間,宇宙擴展到銀河系大小,溫度仍然很熾熱;再過幾個瞬間,宇宙溫度下降,能量開始轉(zhuǎn)換,有亞原子粒子出現(xiàn);再過幾個瞬間,宇宙中出現(xiàn)物質(zhì)、反物質(zhì)粒子互相碰撞湮滅,一部分物質(zhì)粒子留存下來。這部分物質(zhì)組成星系、恒星、行星、衛(wèi)星、彗星等天體,這部分質(zhì)量約占宇宙總質(zhì)量3%左右;一秒鐘,宇宙留存原始粒子開始聚合;三分鐘,氫、氦、鋰原子相繼出現(xiàn)。這是宇宙中氫、氦元素最多的原因;38萬年,宇宙由混沌開始顯現(xiàn)清澈,宇宙中除了氫、氦、鋰元素外一無所有。為了探測宇宙大爆炸后留下的蛛絲馬跡,天文學家彭齊亞斯和普斯林監(jiān)測到一種嗡嗡聲的宇宙信號,通過施放微波探測裝置,科學家獲得完整的宇宙物質(zhì)分布圖。未來宇宙就是在此基礎(chǔ)上演變發(fā)展而來。大爆炸2億年,氫、氦氣團在引力的作用下,不斷壯大出現(xiàn)恒星。恒星給宇宙送來第一束光明;大爆炸10億年,星系出現(xiàn);大爆炸50億年,太陽誕生;大爆炸80億年,無數(shù)星系誕生;大爆炸90億年,太陽系形成;大爆炸140億年,當今的宇宙形成。大爆炸誕生了宇宙,而且今天的宇宙不斷地膨脹,宇宙有開始,就有滅亡的那一天。關(guān)于宇宙如何消亡的問題,與大爆炸同樣令人費解。目前有幾種假說:一是有始無終開放宇宙;二是循環(huán)宇宙起始同處一點;三是從膨脹到停止,大塌縮再回到奇點;四是多個宇宙。黑洞理論支持多個宇宙的假說;暗能量的假說,支持宇宙由光明走向黑暗:千億年后,恒星的聚變?nèi)剂舷拇M,宇宙走向黑暗,還是引起一系列超新星爆炸,產(chǎn)生新的宇宙塵埃和星云?現(xiàn)在還不清楚。也許在遙遠的宇宙邊緣正上演新舊宇宙交替的大戲也未可知。總之,大爆炸蘊藏著許多未知的奧秘,過去、現(xiàn)在、未來都隱藏在大爆炸中,需要我們不斷地探索發(fā)現(xiàn)。《了解宇宙如何運行》紀錄片解說詞(4)第四集:銀河系 宇宙有2000億個星系,銀河系是億萬星系的一個。 銀河系乃至億萬星系從哪兒來?它們?nèi)绾伟l(fā)展,如何走向滅亡?這些都是科學家關(guān)心的問題。據(jù)推算,銀河系大約有120億年歷史,有2000多億顆恒星。中心隆起呈圓盤狀,有兩條曲臂成拋物線狀,圍繞銀河系中心旋轉(zhuǎn)。 眾所周知,宇宙中存在著大量塵埃、氣體組成的星云,星云中物質(zhì)密度有疏密,物質(zhì)粒子密集的地方聚合在一起,溫度使密集的氣團旋轉(zhuǎn),在旋轉(zhuǎn)中氣團吸進大量氣體使體積迅速膨脹,久而久之,氣團足夠大,內(nèi)部氣體原子在引力作用下高溫、高壓,將氫原子聚合發(fā)生聚變,釋放大量核能并產(chǎn)生光子、氦。從氫原子聚合時發(fā)生聚變反應(yīng),一顆恒星就誕生了。 1924年天文學家哈勃用2.5米口徑觀測星空時,發(fā)現(xiàn)許多星光不是一個恒星發(fā)出來,而是由眾多恒星組成的星云發(fā)出來的,這些星云組成星系。如,蝸狀星云估計有16億個恒星,M87是橢圓形星云,發(fā)出金黃色的光,還有草帽星云、馬頭星云、蟹狀星云、鷹狀星云等。上述星云距離地球都非常遙遠。有的星云光到達地球需走幾十、幾百、幾萬,甚數(shù)千萬、數(shù)億光年。1光年等于9.461×10(12次方)公里。即94608億公里。銀河系圓盤距離在10萬光年以內(nèi),仙女座星系比銀河系大2倍,有20萬光年,M87星系比仙女座星系還大,還有比M87還大的星系,如K-110星系。星系的形成大約經(jīng)過2億年時間,10億年后一些小星系合并成超級星系。科學家為觀測星系的形成,利用設(shè)在智利5200米高山上的阿塔卡馬望遠鏡觀測宇宙大爆炸后的微波分布情況,后又發(fā)射衛(wèi)星,用紅外線望遠鏡對宇宙照相,獲得了清晰的宇宙微波分布圖。從這些微波分布情況,獲得了宇宙星系大致分布的情況。恒星誕生初期,星系中的恒星是雜亂無章的,它們后來怎么變成有序的,按同一中心、同一方向旋轉(zhuǎn)呢?答案是引力促成星系中的恒星變成有序,引力,將小恒星團拉平,形成旋臂,恒星之間經(jīng)過數(shù)十億次的調(diào)整磨合才基本完成,大約經(jīng)過120億年,星系才形成今天這個形狀。星系、黑洞、超新星爆炸,是宇宙中最重要的天體運動。超新星爆炸,從中心將巨大的物質(zhì)流噴射到太空,這些高能粒子流就是類星體。銀河系沒有超新星爆炸,所以沒有發(fā)現(xiàn)類星體。但銀河系中心有個直徑2400萬公里的黑洞,正是這個巨大黑洞促使銀河系2000多億顆恒星圍繞中心旋轉(zhuǎn)。太陽在銀河系中間地帶,偏外,這里恒星密度適中,距銀河系中心2.5萬光年,雖然銀河系中心引力強大無比,但因太陽距銀河系中心較遠,所以我們是安全的。現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)恒星在星系之間沒有足夠的引力可以維持星系之間的平衡,是什么力量使星系保持穩(wěn)定呢?科家家發(fā)現(xiàn)恒星之間存在一種叫“暗物質(zhì)”的東西,暗物質(zhì)恰似膠水一般將星系中的恒星固定,防止恒星逃離星系,保持了星系的形狀。暗物質(zhì)是什么?我們至今一無所知。但它確實存在,很可能就在我們周圍,就是說空間中無處不有暗物質(zhì)。據(jù)測算暗物質(zhì)占宇宙總質(zhì)量24%。為證明暗物質(zhì)存在,科學家觀測光線通過某個黑暗處時,光線發(fā)生偏轉(zhuǎn),好比面前擺個魚缸,透過水觀測魚缸后面物體,猶如引力透鏡那樣使其物體形狀扭曲變形。科學家已繪制出宇宙物質(zhì)分布圖,星系結(jié)成絲狀網(wǎng)絡(luò),充滿整個宇宙。發(fā)光部分代表暗物質(zhì)。星系由小到大,變成星系團,再擴大到超級星系團,星系在碰撞中誕生大的星系團。銀河系在50億或60億年后,將與附近的仙女座星團發(fā)生碰撞,組成新的仙女-銀河系星團,使塵埃、氣體向宇宙太空四處飛散。但星系中的恒星并不發(fā)生碰撞,仍然保持原來的距離。星系從誕生時起,就意味著也有解體消亡的時候,促使星系解體的力量是宇宙無不處不在的暗能量。在宇宙中,暗能量比暗物質(zhì)還要多,占宇宙總質(zhì)量73%。終究有一天,暗能量會讓星系解體,使恒星遠離我們四處逃散。宇宙中存在億萬個星系,在眾多星系中一定會有類似的銀河系,也一定會有恰到好處的太陽系,尋找到類似太陽系,特別是類地行星是科學家未來的任務(wù)。《了解宇宙如何運行》紀錄片解說詞(5)第五集:太陽系太陽系,是銀河系中數(shù)千億顆恒星中的一員。八大行星圍繞太陽旋轉(zhuǎn),軌道幾乎在一個平面上?茖W家通過凱克望遠鏡在眾多星系中尋找到360多個類太陽系,這些恒星周圍也有行星旋轉(zhuǎn),只是數(shù)量不同而已。通過觀察,發(fā)現(xiàn)這些行星繞行軌道混亂,有的離恒星較近速度極快,有的行星比木星還大幾倍,有的行星飛向太空,又迅速返回。目前尚未找到與太陽系相同的恒星。太陽系有8大行星,它是如何形成的?這個問題很有趣。事實上太陽系的形成與其他恒星形成有許多類似的地方。最初是大量星云凝聚在一起,由于引力使星云聚合,由小變大并旋轉(zhuǎn),在吸附周圍物質(zhì)過程中體積越變越大,最后引力將中心的氫原子點燃,發(fā)生聚變發(fā)光,一顆恒星就這樣誕生了。行星又是怎么演變的?一直困擾眾多天文學家。直至前幾年美國發(fā)射的天空飛船上,一位叫唐•佩利特的科學家在空間站做試驗,他將糖、鹽粉末放在充氣的透明塑料袋,觀察這些粉末在失重狀態(tài)下反映,是不是四處懸浮飄散,令科學家驚奇的是,糖、鹽粉末并未懸浮飄散,而是相互聚合,有成團的趨勢。這一發(fā)現(xiàn)揭示了行星為什么在太陽周圍形成行星的奧秘。太陽形成后,她的周圍仍然存在大量宇宙塵埃,各種元素粒子,這些粒子相互聚合形成巖石,由石子到石塊,再到大的固態(tài)物體,這些億萬個物體相互碰撞,形成更大的形狀不同天體。當這些天體直徑小于800公里時,它們的形狀是有棱有角的多面體,當直徑超過800公里以上時,隨著吸附的物質(zhì)越來越多,在自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)和引力作用下,天體由多面體逐漸變成球形天體,成為太陽眾多行星的一個。這個過程大約持續(xù)了5億年之久。當年太陽周圍仍然有100多個比較大的小行星,這些行星形成八大行星前,經(jīng)歷了無數(shù)次的碰撞,那場面非常驚險慘烈。一個行星撞上水星發(fā)生爆炸,將水星外殼撞成無數(shù)的形狀不等的碎片拋向太空;地球也未能幸免,有一顆比地球小的行星撞上地球,因為撞擊的角度不正不斜,恰到好處地撞在45角的地方,將地球的部分外殼撞破,但地球仍然存在,地殼和行星碎片飛向太空,若干年后這些碎片在引力作用下聚合成今天的月球;行星之間這種撞擊時常發(fā)生,在太陽系是司空見慣的天體現(xiàn)象。太陽系八大行星,分為兩大類:巖態(tài)行星,水星、金星、地球和火星;氣態(tài)行星:木星、土星、天王星和海王星。原來的九大行星冥王星本身不具備行星的條件,質(zhì)量小,是柯伊伯帶的一顆比較大的天體,它的軌道不太規(guī)矩,因此被除名。太陽系內(nèi)的幾個行星(水星、金星、地球、火星)都是巖態(tài)行星,為什么它們靠近太陽先形成呢?天文學家經(jīng)研究認為,巖態(tài)行星經(jīng)受得住太陽熱量炙烤,所以先形成。氣態(tài)行星距太陽距離遠,接收太陽熱量較少,所以在距太陽較遠的地方形成。天王星、海王星體積比較小,由冰塊、塵埃和氣體混合而成,它們?yōu)槭裁催h離太陽而在土星外的軌道運用呢?這是非常難以理解的問題,經(jīng)過分析,原來是木星、土星體積過于大,其引力也非常強大,尤其是土星、木星在太陽同側(cè)相近運行時,其引力疊加,天王星、海王星被土星、木星的強大引力連推帶拽,將其推出近日軌道到土星外軌道運行,而且還有個奇怪現(xiàn)象,天王星、海王星的軌道有時在土星外側(cè)互相交換,天王星有時在里面,有時又跑到海王星外面,過段時間又恢復正常,追根尋源都是木星、土星引力共振惡作劇。也有一種理論,認為氣態(tài)行星在外層空間先形成,后來鬼使神差運行到太陽系,被太陽引力俘獲,所以成為今天這個樣子。在分析太陽光譜時發(fā)現(xiàn)其表面有鋰元素,由此科學家推斷,在若干萬年前,很可能在行星形成那段時間,有一個巖態(tài)行星沖進太陽懷抱,這個巖態(tài)行星正好有大量鋰元素,在高溫下有鋰元素燃燒所至。后來太陽系內(nèi)的行星碰撞逐漸平靜下來,每個行星都有比較正規(guī)的繞行軌道。地球繞太陽1周為1年,每小時10.6萬公里;水星繞太陽1周29天;土星29年,海天星164年。海王星外是大小碎石組成的柯伊帕帶,這里距太陽有50億公里,光線很暗,溫度很低。再向外邊延伸叫奧爾特云,這里幾乎看不到太陽光,距離太陽有1光年的路程,可見非常之遙遠。雖然太陽系八大行星都比較穩(wěn)定,但也不是沒有危險降臨。據(jù)考證,6500萬年前有顆小行星撞上地球,使地球70%的生物滅絕,如果此類災(zāi)變經(jīng)常發(fā)生,地球就不會有生命存在。幸運的是地球外圍有厐大的土星、木星,特別是木星保護,使地球免于受天外小行星撞擊,木星在客觀上成為地球的保鏢。1993年的蘇梅利克彗星撞擊木星,就是這種保護的實例演示,如果沒有木星保護,蘇梅利克彗星很可能與地球發(fā)生撞擊,真要如此地球末日真的來臨了。地球距太陽不遠不近,遠處有木星,近處有月球保護,又有不多不少的水,所以地球是顆幸運行星。銀河系里有形形色色的太陽系?茖W家觀測到距地球20光年的太空中有一個類太陽系,而整個宇宙中觀測到的有420個行星,經(jīng)過分析多數(shù)是像木星那樣的氣態(tài)行星,而且距恒星較近,要不就是距恒星太遠,尚未發(fā)現(xiàn)一個是巖態(tài)行星。有個名叫葛利斯581的行星,是地球的2倍大,距恒星遠近適中,但距離我們很遙遠,無法預(yù)知這顆行星上是否有水和生命存在。其他行星大氣有的是甲烷,有的是氮氣,沒有一個與地球的條件相同。太陽系跟其他恒星一樣,有誕生、成長,必然也會走向毀滅。據(jù)推算,50億年后太陽內(nèi)的氫、氦燃料將耗盡,高溫使太陽體積膨脹變成紅巨星,太陽內(nèi)核蛻變成一顆白矮星,形狀有地球大小。內(nèi)太陽系的巖態(tài)行星,如火星仍然繞白矮星運行,也發(fā)光,引力極大,但每時刻給行星的能量大大減少,太陽系內(nèi)將變暗。也許由于太陽質(zhì)量的縮小,引力不足控制尚存的幾顆行星,出現(xiàn)軌道錯亂,也許會發(fā)生火星撞地球、撞木星的壯觀場面,無論是不是發(fā)生行星再次碰撞,太陽系的毀滅是自然規(guī)律,無法逃避。 -下面是更多關(guān)于了解宇宙如何運行的問答
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