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我心飞翔(62):《了解宇宙如何运行》纪录片解说词(5)

 赵玲文化图书馆 2012-03-20

我心飞翔(62):《了解宇宙如何运行》纪录片解说词(5)

(2011-08-01 14:28:59)

第五集:太阳系

    

太阳系(图8、图9),是银河系中数千亿颗恒星中的一员。八大行星围绕太阳旋转,轨道几乎在一个平面上。科学家通过凯克望远镜在众多星系中寻找到360多个类太阳系,这些恒星周围也有行星旋转,只是数量不同而已。通过观察,发现这些行星绕行轨道混乱,有的离恒星较近速度极快,有的行星比木星还大几倍,有的行星飞向太空,又迅速返回。目前尚未找到与太阳系相同的恒星。

    太阳系有8大行星,它是如何形成的?这个问题很有趣。事实上太阳系的形成与其他恒星形成有许多类似的地方。最初是大量星云凝聚在一起,由于引力使星云聚合,由小变大并旋转,在吸附周围物质过程中体积越变越大,最后引力将中心的氢原子点燃,发生聚变发光,一颗恒星就这样诞生了。

    行星又是怎么演变的?一直困扰众多天文学家。直至前几年美国发射的天空飞船上,一位叫唐·佩利特的科学家在空间站做试验,他将糖、盐粉末放在充气的透明塑料袋,观察这些粉末在失重状态下反映,是不是四处悬浮飘散,令科学家惊奇的是,糖、盐粉末并未悬浮飘散,而是相互聚合,有成团的趋势。这一发现揭示了行星为什么在太阳周围形成行星的奥秘(图10)。

    太阳形成后,她的周围仍然存在大量宇宙尘埃,各种元素粒子,这些粒子相互聚合形成岩石,由石子到石块,再到大的固态物体,这些亿万个物体相互碰撞,形成更大的形状不同天体。当这些天体直径小于800公里时,它们的形状是有棱有角的多面体,当直径超过800公里以上时,随着吸附的物质越来越多,在自转和公转和引力作用下,天体由多面体逐渐变成球形天体,成为太阳众多行星的一个。

    这个过程大约持续了5亿年之久。当年太阳周围仍然有100多个比较大的小行星,这些行星形成八大行星前,经历了无数次的碰撞,那场面非常惊险惨烈(图11)。一个行星撞上水星发生爆炸,将水星外壳撞成无数的形状不等的碎片抛向太空;地球也未能幸免,有一颗比地球小的行星撞上地球,因为撞击的角度不正不斜,恰到好处地撞在45角的地方,将地球的部分外壳撞破,但地球仍然存在,地壳和行星碎片飞向太空,若干年后这些碎片在引力作用下聚合成今天的月球;行星之间这种撞击时常发生,在太阳系是司空见惯的天体现象。

    太阳系八大行星,分为两大类:岩态行星,水星、金星、地球和火星;气态行星:木星(图12)、土星(图13、14、15)、天王星和海王星。原来的九大行星冥王星本身不具备行星的条件,质量小,是柯伊伯带的一颗比较大的天体,它的轨道不太规矩,因此被除名。

太阳系内的几个行星(水星、金星、地球、火星)都是岩态行星,为什么它们靠近太阳先形成呢?天文学家经研究认为,岩态行星经受得住太阳热量炙烤,所以先形成。气态行星距太阳距离远,接收太阳热量较少,所以在距太阳较远的地方形成。

天王星、海王星体积比较小,由冰块、尘埃和气体混合而成,它们为什么远离太阳而在土星外的轨道运用呢?这是非常难以理解的问题,经过分析,原来是木星、土星体积过于大,其引力也非常强大,尤其是土星、木星在太阳同侧相近运行时,其引力叠加,天王星、海王星被土星、木星的强大引力连推带拽,将其推出近日轨道到土星外轨道运行,而且还有个奇怪现象,天王星、海王星的轨道有时在土星外侧互相交换,天王星有时在里面,有时又跑到海王星外面,过段时间又恢复正常,追根寻源都是木星、土星引力共振恶作剧。

也有一种理论,认为气态行星在外层空间先形成,后来鬼使神差运行到太阳系,被太阳引力俘获,所以成为今天这个样子。

在分析太阳光谱时发现其表面有锂元素,由此科学家推断,在若干万年前,很可能在行星形成那段时间,有一个岩态行星冲进太阳怀抱,这个岩态行星正好有大量锂元素,在高温下有锂元素燃烧所至。后来太阳系内的行星碰撞逐渐平静下来,每个行星都有比较正规的绕行轨道。地球绕太阳1周为1年,每小时10.6万公里;水星绕太阳1周29天;土星29年,海天星164年。海王星外是大小碎石组成的柯伊帕带,这里距太阳有50亿公里,光线很暗,温度很低。再向外边延伸叫奥尔特云,这里几乎看不到太阳光,距离太阳有1光年的路程,可见非常之遥远。

虽然太阳系八大行星都比较稳定,但也不是没有危险降临。据考证,6500万年前有颗小行星撞上地球,使地球70%的生物灭绝,如果此类灾变经常发生,地球就不会有生命存在。幸运的是地球外围有厐大的土星、木星,特别是木星保护,使地球免于受天外小行星撞击,木星在客观上成为地球的保镖。1993年的苏梅利克彗星撞击木星,就是这种保护的实例演示,如果没有木星保护,苏梅利克彗星很可能与地球发生撞击,真要如此地球末日真的来临了。地球距太阳不远不近,远处有木星,近处有月球保护,又有不多不少的水,所以地球是颗幸运行星。

    银河系里有形形色色的太阳系。科学家观测到距地球20光年的太空中有一个类太阳系,而整个宇宙中观测到的有420个行星,经过分析多数是像木星那样的气态行星,而且距恒星较近,要不就是距恒星太远,尚未发现一个是岩态行星。有个名叫葛利斯581的行星,是地球的2倍大,距恒星远近适中,但距离我们很遥远,无法预知这颗行星上是否有水和生命存在。其他行星大气有的是甲烷,有的是氮气,没有一个与地球的条件相同。

    太阳系跟其他恒星一样,有诞生、成长,必然也会走向毁灭。据推算,50亿年后太阳内的氢、氦燃料将耗尽,高温使太阳体积膨胀变成红巨星,太阳内核蜕变成一颗白矮星,形状有地球大小(图16)。内太阳系的岩态行星,如火星仍然绕白矮星运行,也发光,引力极大,但每时刻给行星的能量大大减少,太阳系内将变暗。也许由于太阳质量的缩小,引力不足控制尚存的几颗行星,出现轨道错乱,也许会发生火星撞地球、撞木星的壮观场面,无论是不是发生行星再次碰撞,太阳系的毁灭是自然规律,无法逃避。

我心飞翔(62):《了解宇宙如何运行》纪录片解说词(5)太阳(恒星)形成初期,周围有一团浓厚的物质云团包围着

我心飞翔(62):《了解宇宙如何运行》纪录片解说词(5)太阳系的行星犹如这些糖、盐碎末,在真空条件下互相吸引,逐渐形成行星

我心飞翔(62):《了解宇宙如何运行》纪录片解说词(5)
太阳系形成中期,周围有百多个行星,经过无数次碰撞劣散合成,最后形成八大行星
我心飞翔(62):《了解宇宙如何运行》纪录片解说词(5)
行星之间的碰撞惨烈状态示意图
我心飞翔(62):《了解宇宙如何运行》纪录片解说词(5)地球在形成之前不断吸收周围的大小碎块

我心飞翔(62):《了解宇宙如何运行》纪录片解说词(5)
木星这个气态行星也曾不断吸收周围物质
我心飞翔(62):《了解宇宙如何运行》纪录片解说词(5)木星周围浓厚的大气

我心飞翔(62):《了解宇宙如何运行》纪录片解说词(5)美丽的土星环,它是由亿万颗冰晶、碎石形成的

我心飞翔(62):《了解宇宙如何运行》纪录片解说词(5)太阳的结局--变成一颗形如地球般大小的白矮星

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r射线暴

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