版權(quán)歸原作者所有,如有侵權(quán),請(qǐng)聯(lián)系我們

星球是如何形成?有人說是高等文明安排的,這話靠譜嗎?

時(shí)空通訊
原創(chuàng)
探索奇妙的世界,愿與您一起同行。
收藏

本文基于回答網(wǎng)友問題,見下面截圖:

干脆地說,我不這么認(rèn)為。

因?yàn)楝F(xiàn)代天文物理學(xué)已經(jīng)很清晰認(rèn)識(shí)了宇宙誕生和星球誕生規(guī)律,這個(gè)規(guī)律就是“力”,是迄今發(fā)現(xiàn)宇宙中存在的四種基本力的作用,讓宇宙變成了這個(gè)樣子。

四種基本力是指萬有引力相互作用力、電磁相互作用力、強(qiáng)相互作用力、弱相互作用力。過去對(duì)這四種力多有解釋,今天就不展開說了。

星球是宇宙中最多最普遍的存在,可以理解為宇宙中呈現(xiàn)球形的單個(gè)天體,包括恒星和行星。在太陽系呈現(xiàn)球形的星球并不多,只有太陽、八大行星、十來顆矮行星、部分大行星的衛(wèi)星、部分小行星外觀是球形。

星球成為球體,主要是引力作用

萬有引力是現(xiàn)代科學(xué)的先驅(qū)艾薩克·牛頓發(fā)現(xiàn)的,是四種基本力最早被人類發(fā)現(xiàn)的一種力,從此人類對(duì)宇宙的理解進(jìn)入了現(xiàn)代科學(xué)時(shí)代。萬有引力的核心是指,只要有質(zhì)量的物體,不管大小,它們之間都會(huì)相互吸引,引力大小遵循與質(zhì)量成正比,與距離平方成反比的規(guī)律。

萬有引力定律表達(dá)式為:F=GMm/r^2。這里的F表示引力值,單位N(牛頓,N=kg*m/s^2);G為引力常量,即兩個(gè)1公斤物體質(zhì)點(diǎn)距離1米時(shí)的引力,近似值為6.67*10^-11N·m^2/kg^2;M和m是引力相互作用的大小兩個(gè)物體的質(zhì)量,單位kg(公斤);r為兩個(gè)引力相互作用物體之間質(zhì)心的距離。

在引力作用下,氣態(tài)和液態(tài)等流體,只要凝聚起來,都會(huì)近似球體;而巖質(zhì)固態(tài)行星,在形成早期的熔巖流體狀態(tài),也很容易形成球體;但冷卻后,形成球體就與質(zhì)量和體積有關(guān)了,質(zhì)量和體積越大,形成球體的可能性就越大。

這是因?yàn)?,任何宏觀物質(zhì)都會(huì)有兩種力量在對(duì)抗。一種是電磁作用力,表現(xiàn)為固體物質(zhì)中的分子鍵鍵能,要求物質(zhì)保持原有的狀態(tài); 而引力在星球上表現(xiàn)為重力,則要求將所有物質(zhì)都拉向自己的質(zhì)心,平衡的結(jié)果,就是將表面物質(zhì)都拉到與質(zhì)心的距離一致,這樣星球就成為球形。

星球成為了球形,就是兩種力量博弈后,引力占了上風(fēng)。這個(gè)“上風(fēng)”要多大呢?就是通過引力作用,形成足以破壞物質(zhì)內(nèi)部依靠電磁力保留的物質(zhì)形態(tài)。(見下圖)

為了讓突起的部分產(chǎn)生足以自發(fā)崩塌的力,需要滿足的條件為:4/3πGρrh>E0/μ。

這里的ρ表示巖質(zhì)行星的平均密度,r為星球半徑,h為星球表面可突起的高度,μ為分子摩爾質(zhì)量,E0為每摩爾分子鍵鍵能。

由此我們可以看出,星球表面突起的高度受密度(質(zhì)量)和體積(與質(zhì)心距離)的制約。在密度既定條件下,體積越大的星球越能夠呈現(xiàn)出球形。如地球密度為5.5*10^3 kg/m^3,與地球密度相近的星球,要讓表面突起物不高于0.01r,星球的半徑至少要達(dá)到2300km(千米或公里)。

隨著星球質(zhì)量和體積的不斷增大,表面突起的高度比例就越來越小,而隨著星球質(zhì)量體積的不斷減小,其表面突起高度比例會(huì)越來越大。經(jīng)過計(jì)算,當(dāng)與地球相同密度的星球體積半徑小于700km時(shí),其表面突起可達(dá)0.1r,越小突起越高,也就是700km半徑的星球山峰可達(dá)70km,500km半徑的星球山峰可達(dá)100公里。

這樣,這個(gè)星球就不可能成球形了。當(dāng)然這是密度約地球密度的星球稱為圓球型的條件,如果密度很小或者表面為流體的星球,形成球形的體積就可以更小了??茖W(xué)家們把天體能夠成為圓球形的條件表述為:質(zhì)量足以克服固體引力以達(dá)到流體靜力平衡。

太陽系的球形星球有多少?

在太陽系,體積半徑大于700公里的星球有約40多顆,它們是:

恒星太陽,半徑為69.6km,質(zhì)量為1.989*10^30kg,占據(jù)了整個(gè)太陽系質(zhì)量的99.86%;八大行星,從距離太陽由近到遠(yuǎn)為:水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星,體積半徑和質(zhì)量就不說了,有興趣的可以搜相關(guān)資料查看。

矮行星已確定和候選的有7顆,為冥王星、卡戎星、鬩神星、谷神星、鳥神星、妊神星、共工星等,其中的卡戎星、谷神星、妊神星半徑?jīng)]有達(dá)到700km,因此未成為很好球形,妊神星是一個(gè)橄欖狀(上圖)。

半徑大于700km的衛(wèi)星有11顆,從大到小分別為:木衛(wèi)三、土衛(wèi)六、木衛(wèi)四、木衛(wèi)一、月球、木衛(wèi)二、海衛(wèi)一、天衛(wèi)三、土衛(wèi)五、天衛(wèi)四、土衛(wèi)八,最大的木衛(wèi)三半徑為2631km,最小的土衛(wèi)八半徑為735km。

當(dāng)然有一些冰質(zhì)天體很小,只有150km左右的直徑,也呈現(xiàn)圓球狀,這是因?yàn)檫@些星球表面是由水、甲烷等流體形成的冰組成,這樣的衛(wèi)星還有9顆。

還有一些已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的冰質(zhì)天體,有的也接近球形,因?yàn)檫€在發(fā)現(xiàn)和觀察中,就不一一介紹了。

星球形成的過程

宇宙中的星球主要集中在行星系。行星系是指以恒星為中心的天體系統(tǒng),包括行星、衛(wèi)星、矮行星、小行星、彗星和星際塵埃等,這些天體都是在主恒星引力作用下,圍繞著主恒星運(yùn)動(dòng),如太陽系就是這樣。

實(shí)際上,行星以下各種天體都是恒星的附屬結(jié)構(gòu),是在恒星形成過程中,在行星盤中的一些小顆粒凝聚而成,凝聚這些小顆粒的力就是引力。

恒星形成的母體是星云,也叫分子云或星際塵埃,其成分主要是宇宙中最輕的元素氫和氦,還含有約1%的比氫和氦更重的元素,比例大小與這坨分子云的來源不同。宇宙大爆炸初期最早形成的分子云除了氫和氦,只有極少的鋰,沒有其他重元素,是由于恒星核聚變和超新星爆炸,才產(chǎn)生了越來越多的重元素。

我們太陽系就是超新星爆炸后的星云形成的,而且很可能還是爆炸了若干次的星云生成。正因?yàn)槿绱?,太陽組成成分才有1%左右的重元素,我們生存的地球上重元素占比重就更大。

星云顆粒相互之間引力雖然極小,但也還是會(huì)慢慢相互吸引靠攏,如果遇到超新星大爆發(fā)引力波等擾動(dòng),這種凝聚就會(huì)加快。隨著聚集得越來越緊密,漸漸就會(huì)成為團(tuán)狀球狀,相互之間的引力就會(huì)越來越強(qiáng)。

由于收縮不平衡,這個(gè)星云團(tuán)就會(huì)漸漸旋轉(zhuǎn)起來,旋轉(zhuǎn)的離心力會(huì)在赤道面形成一個(gè)星云盤,或叫塵埃盤。這個(gè)星云盤就叫行星盤,未來的行星和這個(gè)系統(tǒng)中的所有小天體都在這個(gè)盤中形成并運(yùn)行。

核心部分的星云在引力作用下,收縮得越來越快,最后形成坍縮態(tài)勢(shì),核心部分巨大的壓力和溫度將氫原子的核外電子剝離,核與核之間發(fā)生劇烈的碰撞和融合,由此核聚變發(fā)生了。核聚變巨大的輻射壓抵消了星云向內(nèi)收縮的壓力,漸漸取得一個(gè)平衡,并不斷向外部釋放輻射出能量,一顆恒星就誕生了,并進(jìn)入了主序星階段。

恒星誕生的基本條件是這團(tuán)聚集起來的星云質(zhì)量最小達(dá)到太陽質(zhì)量的0.07倍以上,只有這樣,核心壓力和溫度才足以激活持續(xù)核聚變。質(zhì)量越小的恒星由于核心壓力小,溫度低,核聚變反應(yīng)就越和緩,燃料消耗就越小,壽命就越長;反之,質(zhì)量越大,核心壓力越大,溫度越高,核聚變反應(yīng)就越劇烈,燃料消耗就越快,壽命就越短。

最小質(zhì)量的恒星叫紅矮星,壽命最長的可達(dá)數(shù)萬億年;現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)最大質(zhì)量的恒星質(zhì)量在太陽的200倍以上,如R136a1,壽命只有約300萬年。

太陽系就是這樣形成的,太陽是一顆中小質(zhì)量恒星,叫黃矮星,壽命約100億年。太陽形成過程,吸附了整個(gè)系統(tǒng)99.86%的質(zhì)量,與此同時(shí),行星盤中的小顆粒小石塊等天體碎片相互碰撞吸引,漸漸凝聚在一起,就像滾雪球一樣越滾越大,漸漸就形成了行星。

行星會(huì)將自己軌道的各種渣滓和天體都吃掉,獨(dú)占一個(gè)公轉(zhuǎn)軌道。隨著大大小小天體的形成,行星盤就會(huì)變得越來越空曠。

這些星球天體在太陽引力作用下,幾乎都在這個(gè)行星盤盤面圍繞著太陽公轉(zhuǎn),這個(gè)盤面就被稱為黃道。而各個(gè)行星在形成過程中,由于受到各種撞擊,因此自轉(zhuǎn)軸就都有傾斜,而且傾斜的夾角不一樣。

許多小的天體又被行星引力所牽扯,圍繞著行星運(yùn)動(dòng),就叫衛(wèi)星。如月亮就是地球唯一的衛(wèi)星,水星和金星沒有衛(wèi)星,火星有2顆,木星、土星、天王星、海王星都有很多衛(wèi)星,大大小小總數(shù)有200多顆。

宇宙中存在數(shù)萬個(gè)星系,恒星和行星不計(jì)其數(shù),由于恒星也有壽命,因此這些星球一直在生生滅滅。所以,星球的形成不是高等文明安排的,而是自然規(guī)律的體現(xiàn),左右星球形成的最大力量就是萬有引力。

對(duì)這個(gè)解釋各位怎么看?歡迎討論,感謝閱讀。

時(shí)空通訊原創(chuàng)版權(quán),侵權(quán)抄襲是不道德的行為,敬請(qǐng)理解合作。

評(píng)論
演繹無限精彩!
大學(xué)士級(jí)
星球的形成不是高等文明安排的,而是自然規(guī)律的體現(xiàn),左右星球形成的最大力量就是萬有引力。
2022-04-04
演繹無限精彩!
大學(xué)士級(jí)
現(xiàn)代天文物理學(xué)已經(jīng)很清晰認(rèn)識(shí)了宇宙誕生和星球誕生規(guī)律,這個(gè)規(guī)律就是“力”,讓宇宙變成了這個(gè)樣子。
2022-04-04
科普6232
貢士級(jí)
人類對(duì)浩瀚宇宙星球的探索從不放棄,我們的目標(biāo)永遠(yuǎn)是星辰大海。
2022-04-04