星球是怎么形成的有什么奇怪原因

時(shí)間：2017-11-01 13:35:36 謝君787由分享

　　星球有一定的形狀，有自己的運(yùn)行軌道，相信很多人會(huì)好奇星球的形成過(guò)程，以下是學(xué)習(xí)啦小編為大家整理星球是怎么形成的原因，希望對(duì)你有幫助!

　　星球的形成原因

　　當(dāng)我們擁有了較為完整和清晰的太陽(yáng)系模型后，我們就有可能進(jìn)一步對(duì)地球的形成進(jìn)行探討。在已掌握的知識(shí)基礎(chǔ)上，我們自然不會(huì)再認(rèn)為地球的形成是完全孤立和自發(fā)的，因?yàn)樘?yáng)作為太陽(yáng)系大家庭的一員已經(jīng)相當(dāng)明確了。但是，我們有理由對(duì)46 億年前地球及太陽(yáng)系中其他星體的成因提出質(zhì)疑。

　　法國(guó)自然科學(xué)家喬治·路易斯·布豐沒(méi)有依據(jù)《圣經(jīng)》的故事解答這個(gè)問(wèn)題(《圣經(jīng)》當(dāng)然沒(méi)有任何的科學(xué)依據(jù))。這位自然科學(xué)家早就認(rèn)為地球已存在了7.5 萬(wàn)年了。1749 年，布豐解釋說(shuō)，包括地球在內(nèi)的行星和巨大的太陽(yáng)間存在著“親緣”關(guān)系，正如小雞同母雞的關(guān)系一樣。也許，他曾想到地球是太陽(yáng)生出來(lái)的。

　　布豐曾認(rèn)為太陽(yáng)與其他巨型的天體產(chǎn)生過(guò)碰撞，在碰撞過(guò)程中散落下來(lái)的碎塊，冷卻下來(lái)以后，形成了地球。這種假設(shè)很有意思，只是沒(méi)有說(shuō)明其他行星及太陽(yáng)形成的原因?；蛟S太陽(yáng)原本就是存在的。

　　我們需要一個(gè)更合理的解釋?zhuān)陂_(kāi)普勒描繪了太陽(yáng)系的宏圖后，這個(gè)系統(tǒng)的概貌就非常明確了。所有的行星幾乎是在同一平面上運(yùn)行的(這一套完整的太陽(yáng)系模型類(lèi)似于一個(gè)巨大的比薩盒)，而且是沿著一個(gè)方向繞著太陽(yáng)轉(zhuǎn)，就像月亮繞著地球旋轉(zhuǎn)或土星的衛(wèi)星繞著土星旋轉(zhuǎn)一樣。另外，這些星球也繞著自己的軸做定向的自轉(zhuǎn)，太陽(yáng)亦是如此。天文學(xué)家們由此得到啟迪，他們相信，如果太陽(yáng)系不是來(lái)自于同一物體，就不可能呈現(xiàn)出這么多的相似之處。

　　在研究地球的成因之前，首先要探討太陽(yáng)是怎樣形成的。這一研究的結(jié)論不僅僅用于其他行星上，而且對(duì)宇宙間其他星空的形成有參考價(jià)值。1611 年是早期望遠(yuǎn)鏡試用時(shí)期，德國(guó)天文學(xué)家賽芝·馬呂斯在觀察中發(fā)現(xiàn)仙女星座上有一團(tuán)發(fā)亮的朦朧物，我們稱(chēng)它為仙女座的星云(星云是拉丁語(yǔ)，意思是“云彩”)。1694 年，海更斯(鐘擺的發(fā)明人)觀察獵戶星座時(shí)也發(fā)現(xiàn)了相似的星云，這就是獵戶座星云。此后，其他的星云也被發(fā)現(xiàn)了。

　　人們?cè)茰y(cè)，這些發(fā)光的星云是多種灰塵和氣體的組合物，而這些組合物尚未聚合成真正的星體。1755 年德國(guó)哲學(xué)家埃馬謬洛·康特在他的著作中設(shè)想過(guò)，所有星體的雛型就是這些星云，他認(rèn)為星云可以靠自身的力量慢慢地聚在一起，并慢慢地開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)星云聚集時(shí)，中心部分就形成了恒星，外圍的部分就形成了行星。這種設(shè)想基本上解釋了行星運(yùn)行在同一平面上，且公轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn)的方向一致的道理。

　　1798 年，法國(guó)天文學(xué)家帕瑞·賽芝·德·拉普拉斯很可能不了解卡特以前所做的工作，他在一本著作中描述了同樣的觀點(diǎn)，只是他寫(xiě)的內(nèi)容更詳細(xì)。他認(rèn)為星云在慢慢地收縮，在星云收縮的過(guò)程中，星云旋轉(zhuǎn)的速度迅速地加快。其實(shí)這個(gè)設(shè)想并非是拉普拉斯的創(chuàng)舉，收縮只是引力作用的結(jié)果而已，在太陽(yáng)系里這已是司空見(jiàn)慣的現(xiàn)象，即作功現(xiàn)象。每個(gè)滑冰者都曾有這種嘗試。當(dāng)你在冰面上旋轉(zhuǎn)時(shí)，把胳膊收得越緊，自身旋轉(zhuǎn)的速度越快。星云在收縮中，它的旋轉(zhuǎn)速度越來(lái)越快，其中心部位向外凸起并且脫離了原位置。該過(guò)程并非虛構(gòu)，它是離心力作用的結(jié)果，這種現(xiàn)象在地球上隨處可見(jiàn)。拉普拉斯設(shè)想的那些“脫落”的部分聚集在一起，最后形成了一個(gè)行星。此時(shí)，稍靠中心的星云仍在聚集，從而誕生了另一顆行星。這樣繼續(xù)下去，一顆顆行星漸漸形成了，它們沿著同一個(gè)方向轉(zhuǎn)了起來(lái)。最后在中心區(qū)剩下的部分形成了太陽(yáng)。由于卡特和拉普拉斯是以星云的收縮理論為依據(jù)解釋太陽(yáng)系形成過(guò)程的，所以稱(chēng)這一假說(shuō)為“星云假說(shuō)”(這一理論未能以充足的理由證明)。

　　一個(gè)世紀(jì)以來(lái)，天文學(xué)家們對(duì)“星云假說(shuō)”這一理論還是滿意的。遺憾的是，這一理論的不足之處也相繼顯露出來(lái)。其原因來(lái)自“角動(dòng)量”這一概念。角動(dòng)量是度量物體旋轉(zhuǎn)能力的一個(gè)物理量，該物體既有繞自轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，還有繞公轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)。木星在繞自己的軸自轉(zhuǎn)時(shí)，也在繞太陽(yáng)進(jìn)行公轉(zhuǎn)。它的角動(dòng)量是巨型太陽(yáng)角動(dòng)量的30 倍，而所有行星角動(dòng)量的總和是太陽(yáng)角動(dòng)量的50 倍。如果太陽(yáng)系形成初期只是單一的帶有角動(dòng)量的星云的話，怎么會(huì)在那么小的質(zhì)量上集中了那么多的角動(dòng)量，并在釋放之后形成這些行星呢?天文學(xué)家沒(méi)能在“星云假說(shuō)”中找到答案，于是開(kāi)始尋求其他的理論了。1900 年，美國(guó)科學(xué)家托馬斯·卓烏德·章伯倫和弗瑞斯特·雷·摩爾頓在研究中重新拾起布豐的理論。他們認(rèn)為，在很久很久以前，當(dāng)另一顆星體經(jīng)過(guò)太陽(yáng)附近時(shí)，在引力的作用下，彼此間各有一部分脫離了它們的母體而形成了新的個(gè)體，這些新個(gè)體在引力作用下急劇地旋轉(zhuǎn)，從而獲得大量的角動(dòng)量。這些個(gè)體分離后漸漸冷卻下來(lái)，體積也隨之減小，成為固體或是微星，微星在進(jìn)一步碰撞時(shí)形成行星。來(lái)自?xún)深w星體的物質(zhì)聚集在一起，形成行星家族，這一假設(shè)稱(chēng)為“微星學(xué)說(shuō)”。

　　上述兩種觀點(diǎn)存在著重要的不同點(diǎn)。如果“星云說(shuō)”是正確的，則每個(gè)星體都可以形成行星;如果“微星說(shuō)”是正確的，只有恒星經(jīng)歷過(guò)碰撞后才能有條件形成行星，而恒星間的距離是很遠(yuǎn)的，且移動(dòng)又相當(dāng)緩慢，與其距離相比，它們之間的碰撞是極為罕見(jiàn)的。于是，兩種觀點(diǎn)的區(qū)別在于：“星云學(xué)說(shuō)”認(rèn)為許許多多的星系可以形成，而“微星學(xué)說(shuō)”認(rèn)為只有在極少數(shù)的恒星中才能形成星系。

　　正如事實(shí)表明的那樣，“微星說(shuō)”也是不合理的。1920 年，英國(guó)天文學(xué)家阿瑟·斯坦萊·愛(ài)丁頓指出：太陽(yáng)內(nèi)部的溫度比人們想象的要高得多，從太陽(yáng)上分離下來(lái)的物質(zhì)(或從其他恒星上掉下來(lái)的物質(zhì))都很熱，以至于它們尚未來(lái)得及冷卻形成行星時(shí)，就擴(kuò)散到宇宙空間去了。美國(guó)天文學(xué)家萊曼·斯皮特澤在1939 年做出了令人信服的展示。

　　1944 年，德國(guó)科學(xué)家卡爾·夫蘭垂·克·馮·韋茨薩克重拾“星云假說(shuō)”，并將這一理論進(jìn)一步發(fā)展、提高。他認(rèn)為旋轉(zhuǎn)的星云是逐級(jí)收縮而形成行星的，首先是第一顆，然后是其他顆依次而成。天文學(xué)家們可以把星云中的電磁作用考慮進(jìn)去(在拉普拉斯時(shí)代，電磁現(xiàn)象還未被發(fā)現(xiàn))，以此解釋角動(dòng)量是以什么形式由太陽(yáng)轉(zhuǎn)移到行星上去的。

　　順便提一下，由微星形成行星的過(guò)程中，地球內(nèi)部的熱呈何種狀態(tài)?微星移動(dòng)速度非?？欤N(yùn)藏著巨大的動(dòng)能，在碰撞過(guò)程中，運(yùn)動(dòng)暫時(shí)停止了，于是部分動(dòng)能變成了熱能，而后又開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)形成行星。動(dòng)能轉(zhuǎn)換成的熱能相當(dāng)大，這就是地心溫度達(dá)到5000℃的原因。很明顯，星體越大，能量轉(zhuǎn)化的程度越高，形成行星后的核心溫度越高;同理，星體體積越小，所蘊(yùn)藏的動(dòng)能越少，形成行星時(shí)核心的溫度就低?？梢钥隙ǎ虑蛑行牡臏囟纫陀?000℃，其原因就是它比地球小得多。而木星呢，它比地球大得多，它是這幾顆行星中最大的一顆行星，肯定地講，它核心的溫度要更高一些，有些預(yù)測(cè)認(rèn)為木星核心溫度可達(dá)5 萬(wàn)℃。到目前為止，“星云假說(shuō)”理論還是令人滿意的。