第191章 膨胀的太阳
吴敏静静地坐在观测中心的计算机前,她正用星图软件模拟宇宙大爆炸、本星系团的形成、银河系的诞生、太阳系的出现直至太阳的灭亡……
一、宇宙大爆炸:
宇宙是广袤空间和其中存在的各种天体以及弥漫物质的总称,而宇宙起源却是一个极其复杂的问题。宇宙包括了所有的物质世界,它处于不断的运动和发展中。
千百年来,和吴敏、李维等科学家一样,科学家们一直在探寻宇宙是什么时候、如何形成的。直到今天,大部分科学家认为,宇宙是由大约137亿年前发生的一次大爆炸形成的。
宇宙内的所存物质和能量都聚集到了一起,并浓缩成很小的体积,温度极高,密度极大,瞬间产生巨大压力,之后发生了大爆炸,这次大爆炸的反应原理被物理学家们称为量子物理。
大爆炸使物质四散出去,宇宙空间不断膨胀,温度也相应下降,后来相继出现了宇宙中的所有星系、恒星、行星乃至生命。
大爆炸宇宙学与其它宇宙模型相比,它能说明较多的观测事实,它的主要观点是认为我们的宇宙曾有一段从热到冷的演化历程。在这个时期里,宇宙体系并不是静止的,而是在不断地膨胀,使物质密度从密到稀地演化。
在宇宙的早期,温度极高,在100亿度以上;
物质密度也相当大,整个宇宙体系达到平衡。
宇宙间只有中子、质子、电子、光子和中微子等一些基本粒子形态的物质。但是因为整个体系在不断膨胀,结果温度很快下降。
当温度降到10亿度左右时,中子开始失去自由存在的条件,它要么发生衰变,要么与质子结合成重氢、氦等元素,化学元素就是从这一时期开始形成的。
温度进一步下降到100万度后,早期形成化学元素的过程结束。宇宙间的物质主要是质子、电子、光子和一些比较轻的原子核。
当温度降到几千度时,辐射减退,宇宙间主要是气态物质,气体逐渐凝聚成气云,再进一步形成各种各样的恒星体系,成为我们今天看到的宇宙。
二、银河系诞生:
宇宙在大爆炸后仅仅38万年就进入了黑暗时代,迎来了宇宙的“断代史”。直到大约亿年后,宇宙进入长达约5亿年的再电离期,才重新被点亮。就是在这个过程中,我们的银河系诞生了。
在银河系中,科学家观测到了很多古老的恒星。根据光谱,科学家发现它们的年龄超过了130亿年。而宇宙的年龄,也不过只有亿年。也就是说,它在宇宙大爆炸后8亿年左右的时间就已经出现了,这段时期正是宇宙的再电离期。
而欧洲天文台在对银河系的球状星团中的一些恒星进行铍的光谱检测中,甚至发现有一些恒星出现在大爆炸后2亿年的时间。也就是说,在宇宙黑暗时代,刚刚有点氢开始电离的时候,这些恒星就形成了。
由此可以说明,我们所处的银河系很可能是宇宙出现的第一批星系。
三、太阳系出现:
太阳系的形成和演化始于46亿年前一片巨大分子云中一小块的引力坍缩。大多坍缩的质量集中在中心,形成了太阳,其余部分摊平并形成了一个原行星盘,继而形成了行星、卫星、陨星和其他小型的太阳系天体系统。
太阳系是由大量旋转的尘埃和气体云组成的,称为太阳星云。这个巨大气体云团的崩溃是由于它附近的超新星爆炸星所引起的,这导致了星云的减少。当星云崩溃时,其热量增加,尘埃颗粒蒸发,结果,导致云团在其中心受到压缩。
太阳形成之处,几乎消耗了原始太阳星云中99%的物质,剩下的物质在太阳巨大的引力作用下形成了一个气体尘埃盘,由于这个尘埃盘中的物质极为不均匀,在围绕太阳运动的时候会不断发生碰撞,并渐渐的聚合,慢慢的变大。由于太阳核反应已经点燃,所以在这个尘埃盘的内部温度比较高,只有高熔点的金属和含硅矿物质才幸存下来,最终凝聚形成了太阳系的4颗体型较小的岩质行星——水星、金星、地球和火星。
在尘埃盘的外围温度比较低,甲烷和水都是以固体的形式出现的,这个区域中的行星可以长得更大,并且在太阳的热量把气体驱散之前,巨大的行星已经把气体分子聚拢起来,最终形成了气态巨行星——木星和土星,同时也形成了更外围的温度更低的巨行星——天王星和海王星。
这些行星在坍缩的太阳尘埃盘中诞生,并且各自形成了各自的运动轨道。每个行星根据自己所在轨道的不同,又各有各的特点,可以这么说,目前的太阳系结构已经达到了平衡的状态,无论是多一颗行星还是少一颗行星,都会打乱这个平衡状态。
其实在太阳系形成的初期,并不是这样的平衡状态,由于行星中的木星和土星质量非常大,它们联合起来将天王星和海王星推到了太阳系的边缘,由此造成了太阳系的膨胀和重组。很多小物质被木星强大的引力抛射出太阳系,大约在太阳形成之后的6亿年,木星和土星对小天体的扰动使太阳系中出现了大规模轰击。此次轰击后,太阳系中的行星似乎都找到了自己的位置,进入了一种非常和谐的平衡状态,正是因为这个平衡状态,地球上才能演化出生命。
四、太阳系的终结:
我们生活在一个无趣的时代。因为早在最初的1亿年里行星便已经形成,现在行星都在有序地饶阳转动,而太阳也在稳定地燃烧,生命也在太阳旁的第三颗行星上繁衍生息。一切都很平静。但这份平静并不是永远的,在平静的背后还隐藏着“危机”。
我们的太阳终有一天是会死亡的,本来这应该是在大约50亿年之后。但是在那之前事情就会变得越来越棘手,目前稳定的太阳系到时候就会陷入混乱。即便是最小的不规则性也会随着时间累积,最终改变行星的轨道。从现在到太阳死亡,计算发现出现灾变的可能性大约是2%。火星有可能太靠近木星,进而被抛射出太阳系。如果我们“背”到极点的话,狂奔的水星会和地球相撞。
与此同时,太阳也会慢慢地变亮。在20亿年里,太阳就有可能会杀死地球表面的所有生命。而另一方面,如果火星仍然处于现在的位置的话,火星就会出现宜人的气候。即使现在的火星是死气沉沉的,但到时候就会生机盎然。
然而这一切也不会永远存在。当太阳的核心氢耗尽时,太阳的整体结构就会发生重大的变化。它的体积会渐渐地膨胀到目前的100万倍,成为一颗红巨星。而按照最新的数值模拟,当太阳成为红巨星的时候就会吞噬水星、金星,可能还有地球。
在类太阳恒星生命的晚期,它们会成为红巨星。它们的半径会膨胀到地球轨道附近,其表面的物质也会被抛射出去。
此时占据整个天空的太阳会把火星变成炼狱,而土星和木星冰冷的卫星则会开始焕发出生机。由于已经具备了丰富的有机分子,因此土星的卫星土卫六特别有希望。
在红巨星的加热下,曾经冰封的土卫六会浸浴在全球性的氨水海洋中,而这一海洋中的机会分子也许会形成生命。
如果这一切能按部就班地到来,那么人类还有很长的时间慢慢想办法应对太阳浩劫。但是,太阳偏偏在这个时候受到了不明物质的干扰,距离火星被吞噬还剩下6年的时间。
吴敏戴上墨镜,神色凝重地看了一眼挂在头顶上越来越大,越来越红的太阳,微微地叹了一口气。
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一、宇宙大爆炸:
宇宙是广袤空间和其中存在的各种天体以及弥漫物质的总称,而宇宙起源却是一个极其复杂的问题。宇宙包括了所有的物质世界,它处于不断的运动和发展中。
千百年来,和吴敏、李维等科学家一样,科学家们一直在探寻宇宙是什么时候、如何形成的。直到今天,大部分科学家认为,宇宙是由大约137亿年前发生的一次大爆炸形成的。
宇宙内的所存物质和能量都聚集到了一起,并浓缩成很小的体积,温度极高,密度极大,瞬间产生巨大压力,之后发生了大爆炸,这次大爆炸的反应原理被物理学家们称为量子物理。
大爆炸使物质四散出去,宇宙空间不断膨胀,温度也相应下降,后来相继出现了宇宙中的所有星系、恒星、行星乃至生命。
大爆炸宇宙学与其它宇宙模型相比,它能说明较多的观测事实,它的主要观点是认为我们的宇宙曾有一段从热到冷的演化历程。在这个时期里,宇宙体系并不是静止的,而是在不断地膨胀,使物质密度从密到稀地演化。
在宇宙的早期,温度极高,在100亿度以上;
物质密度也相当大,整个宇宙体系达到平衡。
宇宙间只有中子、质子、电子、光子和中微子等一些基本粒子形态的物质。但是因为整个体系在不断膨胀,结果温度很快下降。
当温度降到10亿度左右时,中子开始失去自由存在的条件,它要么发生衰变,要么与质子结合成重氢、氦等元素,化学元素就是从这一时期开始形成的。
温度进一步下降到100万度后,早期形成化学元素的过程结束。宇宙间的物质主要是质子、电子、光子和一些比较轻的原子核。
当温度降到几千度时,辐射减退,宇宙间主要是气态物质,气体逐渐凝聚成气云,再进一步形成各种各样的恒星体系,成为我们今天看到的宇宙。
二、银河系诞生:
宇宙在大爆炸后仅仅38万年就进入了黑暗时代,迎来了宇宙的“断代史”。直到大约亿年后,宇宙进入长达约5亿年的再电离期,才重新被点亮。就是在这个过程中,我们的银河系诞生了。
在银河系中,科学家观测到了很多古老的恒星。根据光谱,科学家发现它们的年龄超过了130亿年。而宇宙的年龄,也不过只有亿年。也就是说,它在宇宙大爆炸后8亿年左右的时间就已经出现了,这段时期正是宇宙的再电离期。
而欧洲天文台在对银河系的球状星团中的一些恒星进行铍的光谱检测中,甚至发现有一些恒星出现在大爆炸后2亿年的时间。也就是说,在宇宙黑暗时代,刚刚有点氢开始电离的时候,这些恒星就形成了。
由此可以说明,我们所处的银河系很可能是宇宙出现的第一批星系。
三、太阳系出现:
太阳系的形成和演化始于46亿年前一片巨大分子云中一小块的引力坍缩。大多坍缩的质量集中在中心,形成了太阳,其余部分摊平并形成了一个原行星盘,继而形成了行星、卫星、陨星和其他小型的太阳系天体系统。
太阳系是由大量旋转的尘埃和气体云组成的,称为太阳星云。这个巨大气体云团的崩溃是由于它附近的超新星爆炸星所引起的,这导致了星云的减少。当星云崩溃时,其热量增加,尘埃颗粒蒸发,结果,导致云团在其中心受到压缩。
太阳形成之处,几乎消耗了原始太阳星云中99%的物质,剩下的物质在太阳巨大的引力作用下形成了一个气体尘埃盘,由于这个尘埃盘中的物质极为不均匀,在围绕太阳运动的时候会不断发生碰撞,并渐渐的聚合,慢慢的变大。由于太阳核反应已经点燃,所以在这个尘埃盘的内部温度比较高,只有高熔点的金属和含硅矿物质才幸存下来,最终凝聚形成了太阳系的4颗体型较小的岩质行星——水星、金星、地球和火星。
在尘埃盘的外围温度比较低,甲烷和水都是以固体的形式出现的,这个区域中的行星可以长得更大,并且在太阳的热量把气体驱散之前,巨大的行星已经把气体分子聚拢起来,最终形成了气态巨行星——木星和土星,同时也形成了更外围的温度更低的巨行星——天王星和海王星。
这些行星在坍缩的太阳尘埃盘中诞生,并且各自形成了各自的运动轨道。每个行星根据自己所在轨道的不同,又各有各的特点,可以这么说,目前的太阳系结构已经达到了平衡的状态,无论是多一颗行星还是少一颗行星,都会打乱这个平衡状态。
其实在太阳系形成的初期,并不是这样的平衡状态,由于行星中的木星和土星质量非常大,它们联合起来将天王星和海王星推到了太阳系的边缘,由此造成了太阳系的膨胀和重组。很多小物质被木星强大的引力抛射出太阳系,大约在太阳形成之后的6亿年,木星和土星对小天体的扰动使太阳系中出现了大规模轰击。此次轰击后,太阳系中的行星似乎都找到了自己的位置,进入了一种非常和谐的平衡状态,正是因为这个平衡状态,地球上才能演化出生命。
四、太阳系的终结:
我们生活在一个无趣的时代。因为早在最初的1亿年里行星便已经形成,现在行星都在有序地饶阳转动,而太阳也在稳定地燃烧,生命也在太阳旁的第三颗行星上繁衍生息。一切都很平静。但这份平静并不是永远的,在平静的背后还隐藏着“危机”。
我们的太阳终有一天是会死亡的,本来这应该是在大约50亿年之后。但是在那之前事情就会变得越来越棘手,目前稳定的太阳系到时候就会陷入混乱。即便是最小的不规则性也会随着时间累积,最终改变行星的轨道。从现在到太阳死亡,计算发现出现灾变的可能性大约是2%。火星有可能太靠近木星,进而被抛射出太阳系。如果我们“背”到极点的话,狂奔的水星会和地球相撞。
与此同时,太阳也会慢慢地变亮。在20亿年里,太阳就有可能会杀死地球表面的所有生命。而另一方面,如果火星仍然处于现在的位置的话,火星就会出现宜人的气候。即使现在的火星是死气沉沉的,但到时候就会生机盎然。
然而这一切也不会永远存在。当太阳的核心氢耗尽时,太阳的整体结构就会发生重大的变化。它的体积会渐渐地膨胀到目前的100万倍,成为一颗红巨星。而按照最新的数值模拟,当太阳成为红巨星的时候就会吞噬水星、金星,可能还有地球。
在类太阳恒星生命的晚期,它们会成为红巨星。它们的半径会膨胀到地球轨道附近,其表面的物质也会被抛射出去。
此时占据整个天空的太阳会把火星变成炼狱,而土星和木星冰冷的卫星则会开始焕发出生机。由于已经具备了丰富的有机分子,因此土星的卫星土卫六特别有希望。
在红巨星的加热下,曾经冰封的土卫六会浸浴在全球性的氨水海洋中,而这一海洋中的机会分子也许会形成生命。
如果这一切能按部就班地到来,那么人类还有很长的时间慢慢想办法应对太阳浩劫。但是,太阳偏偏在这个时候受到了不明物质的干扰,距离火星被吞噬还剩下6年的时间。
吴敏戴上墨镜,神色凝重地看了一眼挂在头顶上越来越大,越来越红的太阳,微微地叹了一口气。
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