宇宙是如何運行的

PAGE13-宇宙是如何運行的《了解宇宙如何運行》紀(jì)錄片解說詞（1）第一集：恒星恒星世界在暴力中誕生，也在暴力中消亡。恒星運動推動了宇宙的運轉(zhuǎn)，也是生命的起源。銀河系有2000億個恒星，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(dāng)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(xué)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(jì)20年代，人們一直不解。直至天才科學(xué)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(xué)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(xué)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∕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(xué)家做過測算，每次聚變相當(dāng)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℃科學(xué)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(xué)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(xué)將鐵核恒星的爆炸，稱為超新星爆炸。天文學(xué)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(xué)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(biāo)，結(jié)果目標(biāo)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(fù)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(dāng)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(jì)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?！庇钪嬷写_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。現(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(dāng)小船在河上游時，劃船者可任意上行，但當(dāng)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(dāng)恒星天體，瀑布相當(dāng)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(dāng)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(dāng)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(xué)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(xué)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(dāng)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。現(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(xué)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(xué)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(xué)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(dāng)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(dāng)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(xué)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(xué)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(jì)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(xué)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(xué)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(xué)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(dāng)短暫，只有幾億億億分之一秒。天文學(xué)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(xué)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?。辉龠^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(xué)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(xué)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(dāng)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?？傊蟊ㄌN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(jì)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(xué)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(xué)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(xué)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?，F(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(xué)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?？茖W(xué)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(xué)家未來的任務(wù)。《了解宇宙如何運行》紀(jì)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(xué)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(xué)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(xué)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(xué)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(dāng)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(dāng)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(dāng)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(xué)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(fù)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(xué)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(xué)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?！读私庥钪嫒绾芜\行》紀(jì)錄片解說詞（6）第六集：行星行星也是塵埃、碎石構(gòu)成的。太陽系有八大行星，其形成過程非常驚險，非比尋常。太陽系的行星在宇宙中為滄海一粟，非常渺小。宇宙中有數(shù)以億計的星系，每個星系中有數(shù)億顆恒星，每個恒星又有數(shù)量不等的行星，所以，宇宙中行星的數(shù)量也非常龐大。科學(xué)家利用各種衛(wèi)星、儀器設(shè)備在太空中尋找類太陽系，尋找類地行星，但因距離遙遠，效果并不明顯，只找到400多類地行星。這些行星形狀、大小、質(zhì)量、軌道各不相同，有的比木星體積還大，有的行星幾倍地球，其運行軌道很狂亂，旋轉(zhuǎn)的方向不同，有的距恒星很近，有的轉(zhuǎn)速很高，還有的行星以極快的速度向太空沖去，不久又俯沖下來，總之，在尋找到的行星中沒有一個跟地球相同的。但有一點相同，這些行星也是由塵埃、碎石、金屬元素在引力作用下聚合而成，并由小到大，經(jīng)過劇烈碰撞，聚合成行星。巖態(tài)行星一般在恒星附近，氣態(tài)行星距恒星比較遠。因為固體碎石距恒星比較遠的地方比較稀少，也不容易形成巨大的巖態(tài)行星。行星在旋轉(zhuǎn)和引力作用下，由小變大，當(dāng)直徑超過800公里以上時，行星吸入周圍物質(zhì)能力越強，在小行星碰撞時容易保留本體不被撞碎，并逐漸變成球形。行星內(nèi)核在引力和高壓作用下，變成熾熱密度極大的固體內(nèi)核，而在內(nèi)核外部形成液態(tài)熾熱的熔巖（地幔），行星外部形成堅固的外殼。火星在形成時曾經(jīng)受一次小行星撞擊，至今痕跡尚存，南極地殼比北極薄些，就是撞擊留下的證據(jù)。撞擊使行星的數(shù)量減少，為留存下來的行星創(chuàng)造生存條件。地球的內(nèi)核是密度極高的金屬鐵，外面是高溫液態(tài)熔巖形成的地幔，外層是巖石組成的地殼。地球在自轉(zhuǎn)的情況下由于金屬內(nèi)核與液態(tài)熔巖摩擦產(chǎn)生磁場。正因為地球有磁場保護，所以保護了地球大氣、海水和萬千生物的生存。太陽每時每刻都通過閉合磁力線向太空噴發(fā)高能帶電粒子，形成太陽風(fēng)，由于地球有磁場保護，使太陽風(fēng)偏離方向，從地球大氣外面穿過，并在地球南北極與太陽風(fēng)交匯，形成游弋不定的美麗極光。太陽風(fēng)有較大的殺傷力，宇航員受太陽風(fēng)襲擊可致命，因此發(fā)射載人飛船進太空前要觀測太陽的活動情況，盡量避免太陽風(fēng)強勁時發(fā)射載人飛船?？茖W(xué)家通過仿照地球內(nèi)核、地幔液體及外殼進行145公里∕秒高速反向運轉(zhuǎn)，就形成了磁場，雖然強度比地球磁場低很多，但磁場產(chǎn)生的原理相同?；鹦桥c地球體積略小，形成的機制也大體與地球相同，但地球不僅有大量的水、生物，而火星卻是荒漠一片死寂的行星。為什么火星與地球同時期形成，后來分道揚鑣，走的是截然不同的發(fā)展道路呢？答案就是火星磁場由活躍到消亡，徹底改變了火星的命運。美國前幾年向火星發(fā)射了兩個探測器：“勇氣號”和“機遇號”，發(fā)回的照片表明，火星表面也曾有過河流沖積留下的印跡，也有稀薄的大氣，相當(dāng)?shù)厍虻?%，有火山、有水，總之，與地球初期時大體相同。火星的現(xiàn)時景象，其根源是火星磁場由強轉(zhuǎn)弱，直至消失是根本原因?；鹦潜鹊厍蝮w積小些，地表沒有地球大量的水比較干燥，火星的自轉(zhuǎn)速度又比地球慢，距太陽較遠，由于上述原因火星地慢中的液體由于溫度降低，熱量散失而逐漸凝固，直至整個地幔與火星球心都變成固態(tài)金屬，火星磁場從而消失，這時強大的太陽風(fēng)襲擊火星，破壞了火星大氣層，蒸發(fā)了火星本來有限的水，從而導(dǎo)致火星今后的地貌，變成荒漠一片死寂的大地。距恒星較遠的外層空間氣態(tài)行星命運不同，以太陽系行星為例，木星有60多個衛(wèi)星，土星有巨大的環(huán)，這些環(huán)是由數(shù)不盡的巖石碎片和冰晶組成，寬度達8萬公里，土星引力很強，旋轉(zhuǎn)的形體較大的冰晶、碎石都被引力撕碎，特別是冰晶經(jīng)常變化形態(tài)，出現(xiàn)新的斷面，在太陽光反射下，土星環(huán)鮮艷清晰，非常新鮮，猶如剛剛形成那樣。木星、土星體積龐大，氣體密度很高，有數(shù)萬公里的大氣，人們無法用儀器觀測這兩顆氣態(tài)行星內(nèi)部的廬山面目，美國發(fā)射的卡西尼衛(wèi)星將向木星大氣施放過探測器，但探測器深入木星6.4萬公里大氣的淺層，只觀測到云中有閃電雷鳴，壓力比坎球高23倍，風(fēng)速很高達260公里∕小時，溫度達到300℃，探測器下降到200公里木星、土星都有強大的磁場，太陽風(fēng)也奈何不了這兩顆行星，更奇怪的是木星、土星兩極也有極光?？茖W(xué)家為探索木星內(nèi)核的秘密，用192束激光束射擊氫原子目標(biāo)，結(jié)果出乎人們意料，氫原子聚合變成液態(tài)氫，升高壓力后，氫氣由液態(tài)變成固態(tài)，成為金屬氫，不僅導(dǎo)電，而是有其他金屬的共性。正因為木星、土星內(nèi)核有金屬氫，加上外層液態(tài)氫，在旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生了磁場，從而揭開了大體積行星有磁場的秘密太陽系行星從誕生那天起，從未停止過演變。地球上的水量占總質(zhì)量O.06%，就是這些水造就了生命。地球上的水不是自產(chǎn)，而是來源于很久以前一顆帶水的彗星擊地球而形成的，多少有些幸運成分。如果地球的水不是恰到好處，也就沒有地球如今的豐富多彩了！宇宙中已發(fā)現(xiàn)的類地行星，沒有一個發(fā)現(xiàn)有水。假以日下日，我們終究會找到與地球一樣條件的行星，有待于科學(xué)繼續(xù)。《了解宇宙如何運行》紀(jì)錄片解說詞（7）第七集：衛(wèi)星衛(wèi)星也是太陽系的一員，衛(wèi)星上除有比地球大的海洋外，還有甲烷和其他氣體、液體。木星有60多顆衛(wèi)星，這些衛(wèi)星形狀大小、密度、氣壓各不相同，有一點相同都是圍繞母行星的軌道平穩(wěn)運行。衛(wèi)星的形成機制，與行星相同，也是由塵埃、碎石、氣體云和微粒聚合，經(jīng)過無數(shù)次大小碰撞而幸運留下來，并在行星周圍旋轉(zhuǎn)。這已經(jīng)被宇航員在太空的實驗證實。行星、衛(wèi)星吸附周圍塵埃、碎石使自身體積增大的過程，有個專業(yè)名詞叫吸積。木衛(wèi)3，大約經(jīng)過1萬年的吸積才變成今天的模樣，它距木星較近，大約42萬公里。木衛(wèi)1沒有隕石坑，并不是因為小行星沒撞過它，而是因為木衛(wèi)1有幾十座活火山，火山爆發(fā)頻繁，氣體迸發(fā)320公里高，熔巖掩埋隕石坑，使其表面光滑。為什么木衛(wèi)3那么多的火山？這是因為木衛(wèi)3在木星、土星中間運行，兩大行星一邊拉，一邊拽，幾乎要將木衛(wèi)3扯碎，木衛(wèi)3外殼受不住木星、土星兩大天體的拉扯，致使外殼傷痕累累，地幔中的熔巖從縫隙中噴出，形成火山。木衛(wèi)4遠離木星，那里溫度很低，達到-112℃土星環(huán)有32萬公里寬，它由10億顆巖石碎片和冰晶組成。過去說木星環(huán)有8個，實際不止，而有30多個，木星環(huán)瑰麗無比，令人驚嘆！木星環(huán)中物質(zhì)有40億年歷史。木星環(huán)始終保持常態(tài)常新，唯一解釋是環(huán)中冰晶經(jīng)常發(fā)生碰撞，冰晶表面常新，在太陽光反射下永遠那么鮮艷奪目。土星環(huán)中的冰晶很可能來源于早年一顆彗星與土星相撞，大量碎片、冰晶被撞進土星大氣，在引力作用下形成的。衛(wèi)星形成有兩種類型：一是行星俘獲較大的天體，直徑在2700公里以上稱衛(wèi)星，小于這個數(shù)量稱小行星；另一種情形是從塵埃、碎片互相撞擊，在吸積中形成的。兩者共同的特點是圍繞行星繞行，否則稱為行星。月球的形成是一個叫哈特曼的小行星撞擊地球，并將地球外殼撞碎噴向太空，漫長歲月這些碎片經(jīng)過吸積、碰撞過程，形成今天的月球。支持這一論斷的佐證，是美國阿波羅登月從月面取回的巖石樣本，分析巖石樣本成分與地球相近，并有高溫炙烤的痕跡。因此論斷月球緣于災(zāi)變。月球形成時距地球較近，地球的自轉(zhuǎn)速度也比今天快，由于月球的拑制，地球的自轉(zhuǎn)速度越來越慢，變成今天24小時一圈，由于引力的降低，月球軌道越來越遠，以至形成今天38萬公里的幾近圓形的同步軌道。為驗證小行星撞擊地球?qū)⒌貧ぷ渤伤槠w向地