范文一:太阳系的形成与演化
太阳系的形成与演化
太阳,一个美丽而神秘的星球,千百年来一直伴随着我们,有了太阳,才有了我们今天多姿多彩的世界,是她,带给我们温暖和光明,也是她,让我们的地球生生不息……而关于太阳和太阳系的形成与演化问题,一直是人类不懈探索的重要课题之一,那么,就我们目前的认识而言,太阳系是怎样形成的呢?
二十世纪以来,人们的天文学知识越来越丰富,并且认识到,在广阔的宇宙中,发生恒星相遇情况的可能性极小。五十年代以后,又提出了许多新的学说,这些学说大部分都是以星云假说为基础的学说。八十年代后期以来,科学家们对太阳系起源有一个倾向性的认识,我们将这个倾向性的认识合理地细分为若干个演化阶段,加上深入地分析。太阳系的起源会非常清晰地展现在我们面前。
星云演化阶段 :太阳也是由星云物质演化来的,它处在距离银河系中心2.7万光年的猎户旋臂上。在46-50亿年之前,星际弥漫物质分布不均匀,物质的密集区成为星际云。在外界因素的触发下,星际云发生自吸引收缩。当密度足够大时,星云际云出现不稳定,瓦解成为多个小星云。其中猎户臂上的一块小星云,质量约为1.03M⊙,该星云就是以后演化成太阳系的星云。该星云中心温度100K,其余大部分的温度均在10K以下。初始角动量2×1052~5×1052克·厘
米2·秒-1。
星子演化阶段:当太阳星云极度收缩,大多星云物质范围在1~3万个天文单位,有98%以上的物质都已收缩到一个天文单位内时,太阳系星云进入星子演化阶段。
在这个演化阶段,大多数太阳系起源理论,对星云中心由星云物质收缩成星子,再由星子聚集质点形成太阳的观点没有异议。
太阳—地球形成阶段 :在这个阶段的开始,99%以上的太阳星云物质聚集起来,形成了太阳的雏星。其密度约在1.35克/厘米3,它聚集了太阳系50%的角动量,由于物质的聚积,分子碰撞加剧,中心温度已达到6000K以上。
在太阳的周围这时候先后生成了四个行星,它们是:
1、水内星(Inmercury):因为现在这颗星已经不存在。其名暂定为水内星(不是Vulcan)。它的质量大约是160个地球单位(现在的地球质量=1个地球单位)。密度为1.34克/厘米3左右。它运行在距离太阳2900万千米的轨道上。
2、水星:这颗水星并不像现在的水星。它的质量约110个地球单位,密度亦为1.34克/厘米3。这颗水星运行在离太阳7000万千米的轨道上。
3、金星:它当时的质量是70个地球单位,密度1.34/厘米3,轨道距离太阳1.1亿千米。
4、地球:当时的质量为50个地球单位,密度为1.33克/厘米3,轨道为1.5亿千米。
它们的运行轨道基本是圆型。由于形成行星的旋臂外缘物质的角
动量略大于内缘物质的角动量,内、外两个角动量的差变成行星自转角动量。所以以上形成的行星都具有绕太阳公转方向相同的自转。
关于水内星存在的理由,分析一下水星到火星的轨道特性就可以得到启示。关于形成的各行星的体量,有许多证据可以证明,当时可以有很大的质量。例如:水星现在的物质丰度和质量,如果将它们分散在水星轨道的范围以内,这些物质无论用什么办法也不能将其聚集成现在的水星。在地球上,各大洋底锰结核的存在和海水中丰富的铀含量都说明,如果地球的体量从形成时到现在就没有改变,那么对这些现象根本就无法解释。
火星—小行星形成阶段 :在这个演化阶段开始,太阳表面温度已达到3000K左右。太阳内部已开始有小规模的核聚变。形成的各大行星由于收缩,自转开始加快,氢、氦元素已全部气化。太阳的热辐射驱动着散落在各大行星轨道间的剩余物质和逃逸出行星控制的氢、氦等物质,并将它们推向火星轨道和小行星轨道。
木星—土星形成阶段(太阳核聚变爆发阶段):这个阶段是太阳系形成过程中非常重要的一个阶段。现代的太阳系起源理论都认为,强大的太阳辐射和太阳风将星云轻物质推到外行星处。至于怎样推的和演化到什么时间将轻物质推出去的,所有太阳系起源说都未对其定位。这个推出去的过程是一个非常实际的过程,也是研究太阳系起源的值得重视的过程。这个过程必然与太阳核聚变爆发同时开始。
在这个阶段里太阳由于收缩,内部的高温终于引发了整个太阳的氢核聚变活动。强大的核聚变辐射带着太阳风扫过了前面几个阶段所形成的所有的星体和星子。
天王星—海王星形成阶段 :在这演化阶段的开始前,太阳进入了一个灾变性阶段,该灾变可以称为太阳角动量灾变期。
当弥漫星云塌陷为一个恒星胚时,星云物质带有大量的转动角动量聚集到星体,聚集的初期角动量分布分散。恒星胚转动较慢,当恒星核聚变产生之后,大部分物质都被气化或电离时,较重物质急速向恒星中心聚集,轻物质浮向恒星表面,因角动量守恒,恒星转速越来越快。
对于较大的星云团,形成恒星前的旋转速度较快,其聚集后星体含角动量极大,核聚变产生后,星核还没完全形成。为了克服巨大的角动量转速,恒星会分裂为双星,或者是聚星。银河系中就有许多这样的恒星结构。
对于有较少量角动量的恒星,在恒星形成的年青阶段都有一个天文学称之为金牛T型阶段。在这个阶段,由于恒星聚集很大角动量,经过演化恒星开始快速地旋转,再加上恒星剧烈地核聚变,使恒星沿赤道表面会抛射出大量的物质。这些抛射出的物质带走大量的恒星自转角动量。金牛T型阶段结束后恒星进入了赫罗图(H—Rdiagram)的主序星阶段。又有,恒星的较差自转现象和太阳风(有质量的太阳抛射物)也要损耗大量的角动量,使其后的恒星自转速度越变越慢,恒星的自转角动量亦越来越少。
这些金牛T型阶段的太阳抛射物,最先访问的是水星,而且也很频繁,聚集后不长时间,就完全气化,然后又脱离了水星。由于这些物质击中水星的方向较正,使水星的自转几乎等于同步自转。块状物对金星的撞击角度不同水星,这些大块抛射物的撞击,使金星的自转变为慢速地逆方向转动,这个撞击角和对水星的影响可以用作图法得出,也容易理解。这些抛射物能块状地访问地球、火星的可能性很小,所以就不会对这些星体造成什么重大影响。在黄道面内的这些抛射物,最后都被太阳的辐射和太阳风推到木星、土星轨道,也有的被该轨道上的星子所俘获。
太阳赤道与黄道有7度多的夹角。太阳的金牛T型段的赤道抛射物有很大一部分被抛射出原太阳星云盘黄道面。这些抛射物,经由黄道盘的上、下飞越水星、金星......木星、土星。这些抛射物质在旋转盘上群星引力的作用下,落在天王星的轨道上,被那里的星子俘获,然后积聚为天王星。这些抛射物的运动轨迹可用万有引力定律推出。
也许太阳向云盘上、下抛射的物质量并不相等,也许抛射的物质在云盘上、下运行的距离有差异。所以它们形成的星子都会有水平于黄道平面的自转。当变得更大的星子聚集起来形成天王星时,该星是一颗基本躺着转动的星,星内有大量的放射性物质,也说明该星大部分物质直接来自已经核聚变的太阳。
有一些抛射物质因为没有被天王星子俘获,在星云盘处穿越天王星轨道,由于惯性,又运行一段距离,在星盘的引力的作用下,从另一面落入海王星轨道,被海王星轨道的星子俘获。因为它们的运动轨
迹非常难以形容。所以这些星子最后形成的海王星,自转轴相对黄道面倾斜很大角度。海王星的物质大部分也来自太阳,它也含有大量的放射性物质。
长远来说,太阳系最大的改变将来自于太阳自身因衰老而带来的改变。随着太阳烧掉它的氢供给,它会变得更热且更快地烧掉余下的燃料。其结果就是,太阳每11亿年就会更亮10%。在10亿年的时间,随着太阳的辐射输出增强,它的适居带就会外移,地球的表面会热到液态的水无法在地球表面继续存在。此时地面上所有的生命都将绝迹。从海平面而来的水蒸气,一种强温室气体,可以加速温度升高,可以潜在地更早地结束地球上的所有生命。这时候可能火星的表面温度逐渐升高,现在冻结在表面土壤下的水和二氧化碳会被释放到大气里,产生温室效应暖化这颗行星直到它达到今天地球一样的条件,提供一个未来的生命的居住场所。35亿年后,地球的表面环境就会变得跟今天的金星类似。 约54亿年之后,太阳核心的所有的氢都会聚变成氦。核心将不再支撑得住引力塌陷,将会开始收缩,加热核周围的一个外壳直到里面的氢开始聚变。这将使其外层急剧扩张,这颗恒星将进入它生命中的红巨星阶段。在76亿年内,太阳会膨胀到半径为1.2AU——256倍于它现在的大小。在其红巨星分支的顶峰,因为巨量增大的表面积,太阳的表面会比现在冷却很多(大约2600K), 它的光度会增高很多,会达到现在太阳光度的2700倍。在太阳成为红巨星的阶段,它会产生很强的星风,这将带走它自身33%的质量。
当太阳膨胀后,水星和金星差不多一定会被吞噬掉。地球的命运还不是很清楚。尽管太阳会吞噬地球的现在的轨道,这颗恒星的质量损失(既而更弱的引力)会导致行星的轨道向外移动。如果仅仅如此,地球可能会逃离火海,但2008年的研究认为地球还是会因为与太阳附着不紧密的外层潮汐作用而被吞噬掉。在这个时候,柯伊伯带的冥王星和凯伦,有可能达到可维持生命的表面温度。
渐渐地,太阳核心周围壳里燃烧的氢将增大核的质量直到达到现今太阳质量的45%。此时密度和温度如此高以至于氦开始聚变成碳,导致氦闪;太阳的半径将从约250倍缩至11倍于现在(主序星)的半径。因此,它的光度会从3000倍跌至54倍于今天的水平,而其的表面温度则会升至约4770K。太阳将成为一颗水平分支星,平稳地燃烧它内核的氦,大概就像它今天烧氢一样。氦聚变阶段将只持续1亿年。最终,它还是得求诸它外层的氢和氦贮备,并且第二次膨胀,变成渐近巨星分支星。太阳的光度会再次升高,达到今天光度的2090倍,并且它会冷却到大约3500K。这一阶段将持续3千万年,之后,再过10万年的过程中,太阳的残留外层将失去,抛射出巨大的物质洪流形成一个光晕(误导性地)叫行星状星云。抛射出来的物质将包含太阳的核反应生成的氦和碳,继续为未来世代的恒星而富华星际物质以重元素。
这是个相对平和的结局,跟超新星绝无相似,我们的太阳太小以至于不能进行这样的演化。若有可能任何现场目睹此事的观察者都会看到太阳风的风速巨幅增加,但不足以完全摧毁一颗行星。但是,这
颗行星的物质丢失可将幸存下来的行星轨道送入混乱:有一部份会相撞,有一部分会从太阳系抛出去,剩下的则会被潮汐作用撕裂。之后,太阳所剩的就是一颗白矮星,一个非常致密的天体,有它最初质量的54%,但只有地球大小。最初,这颗白矮星的光度大约有现在太阳光度的100倍。它将完全由简并态的碳和氧组成, 但将永远也不会达到
可以聚变这些元素的温度。因此白矮星太阳将逐渐冷却,越来越黯淡。
随着太阳的死亡,它作用于如行星、彗星和小行星这些天体的引力会随着它的质量丢失而减弱。如果地球和火星在这时候还生存,它的轨道会大约位于1.85和2.8AU。它们和其它剩余的行星将成为昏暗、寒冷的外壳,完全没有任何形式的生命。它们将继续围绕他们的恒星,其速度因为距离太阳的距离增大和太阳引力的降低而减慢。二十亿年后,当太阳冷却到6000到8000K的范围,太阳核心的碳和氧将冷却,它所剩的90%的质量将形成结晶结构。最终,再过数十亿年,太阳将完全停止闪耀,成为黑矮星。
范文二:轨道的演化与太阳系的形成
轨道的演化和太阳系的形成
刘 启 新
湖北省天文学会会员 北京相对论研究联谊会湖北联络站站长
《格物》杂志编委 湖北省科技进步研究中心 研究员
电 话: 0715 8338295 邮 编 437000 地 址 湖北咸宁学院 E-mail: liuqixin56@163.com
摘 要 太阳系是在演化过程中形成的。但是现代科学理论都是对称的,守恒的,不能演化的。
所以太阳系的形成与对称理论相矛盾。但是在许多天文现象中,都包含有演化的迹象。我们把这些
天文现象集中起来,从中总结出演化规律,它就能告诉我们太阳系是怎样形成的。
关 键 词 轨道偏心率e 近日距q(近日点到太阳的距离) 远日距Q 行差位移
引 言 1609~1619年,开普勒从天体运行的实际情况综合出行星运动三大定律。1685
年,牛顿提出万有引力定律,认为天体轨道是二次曲线,天体运动遵从守恒定律。此乃现代科
学之源。但是,恩克彗星的公转周期不断缩短(能量不断下降),哈雷彗星总是迟到,都显示出
一种演化的迹象和能量涨落的规律。我们收集了许多异常的天文现象,并从中归纳出天体轨
道的演化规律和能量涨落规律,这可能是另一科学体系之源。
(Ⅰ) 异常的天文现象隐藏着的演化信息
1, 发现于1786年的恩克彗星,柏林天文台台长恩克用了毕生精力,不厌其繁地消除了摄动
影响,计算了它的轨道变化,结果发现该彗星的公转周期在不断缩短: 每公转一周,周期要缩
短3小时。恩克死后,后人继续他的研究,发现周期缩短值并非固定不变的,而是在不断减小:
由3小时变为2小时、再变为1小时。在60多次回归周期中,周期缩短的平均值是2小时/
周[1]。为什么恩克彗星的公转周期不断缩短呢?
2, 哈雷预言了哈雷彗星将在1759年初再次回归。是年,该彗星果然出现了。于是预报哈雷
彗星下一次回归时刻就成了天文学家的热门课题。天文学家们做了大量计算,预报了它1835
年回归近日点时刻。但是哈雷彗星却迟到了三天。天文学家们又计算了1910回归近日点时
刻。哈雷彗星又迟到了两天半[2]。为什么哈雷彗星不断迟到呢?
3, 先驱者10号宇宙飞船于1972年升空, 在近30年的飞行过程中一直在减速。太阳引力
F变大了,有ΔF存在。且ΔF不随距离的增大而衰减。先驱者11号,
尤里西斯号和伽利略号都有相同的异常。似乎非修改引力定律不可。
4, 在大行星的运行过程中却没有发现ΔF影响。
把引力定律与光行差效应结合起来就有ΔF生成。且ΔF与偏心
率e有关,e越大,ΔF 也越大,当e→0时,ΔF→0。大行星都是e→0,
故无ΔF影响。图一是光行差示意图, A点是地球,S是太阳,AB=v是
地球运行速度,c为光速。SS’与AB平行, AS’与矢量v、c 构成的平行
四边形对角线重合。在天文学上称SS’为“光行差位移”,表示太阳由
S移到了S’的位置。如果引力的传播速度为C,则有引力行差效应产生,
且SS’为“引力行差位移”,简称为行差位移,这既可表示引力行差位
移,也可以表示光行差位移,总是表示太阳由S移到了S’的位置。由于
SS’/AS=v/C,所以有
SS’=(AS×v)/C (1)
C为常数,行差位移SS’与天体运行速度v成正比,与天体到太阳的距离AS
成正比。这就是
行差位移规律: 距离R=AS越远,行差位移SS’越大。
当e很大时,行差位移如图二所示,S为太阳,A,B是哈雷彗星轨道椭圆短轴上的两个端
点,彗星在A点的运动速度v=
AC,是离开太阳S,行差位移是
太阳由S移到S’, S’与彗星A的
距离变近了,引力变大了,产生
了ΔF。彗星在B点的运动速度
v=BD,是靠近太阳S,当太阳由于行差位移由S移到S”时, S”与彗星B的距离变远了,引力
变小了,即 -Δf,它与ΔF的作用结果完全相反:
① +ΔF的作用是: 使天体离开太阳时减速,靠近太阳时加速。使Q和q不断缩短。
② -Δf的作用是: 使天体离开太阳时加速,靠近太阳时减速。使Q和q不断变长。
当恩克彗星奔向远日点时(只与Q有关而与q无关),行差位移生成的FAS’使得Q不断缩
短(Q>Q1>Q2>…)。当恩克彗星奔向近日点时, FBS”使得q不断变长: qAS’,故|FAS’|>|FBS”|,所以Q缩短的多而q增加的少。于是长轴就不断缩短。
这就是恩克彗星周期不断缩短的原因。若此规律正确,则哈雷彗星有更大的周期缩短值(下文
详述)。
哈雷彗星离开太阳时(行差位移生成ΔF)取①式的减速,哈雷彗星靠近太阳时(行差位移
生成-Δf)取②式的减速。所以哈雷彗星回归近日点时总是迟到。
q不断变长,Q不断变短。这种变化使得e不断变小,且当时间t→∞时,e→0 。由此可知
今日大行星的e→0是怎样演化来的。这就是天体轨道的演化规律。下面我们将列举许多大
偏心率彗星的轨道变化来证实天体轨道是这样演化的,太阳系也是这样形成的。
先驱者10号于1973年12月临近木星。木星的引力使先驱者10号高速沿抛物线轨道
离开太阳系。这时先驱者10号的运动相当于图二中A点处的彗星离开太阳的运动。行差位
移使得太阳和木星都像S’一样,紧追先驱者10号,于是就有两个大小不同的ΔF1和ΔF2跟随
在先驱者10号的后面,迫使它减速。这种减速度为什么不随距离的增大而衰减呢? 由于行差
位移SS’与距离AS成正比。所以这种减速度不随距离的增大而衰减。
(Ⅱ) △F使天体运行轨道不断演化
按牛顿理论,彗星在图二A,B两点处的速度方向相反,速率相等,即VA=VB ,于是彗星
在这两点处的动能相等。若在A点处的势能以AS’计,在B点处的势能以BS”计,由于BS”
>>AS’,则彗星在B,A两点处的总能量EB>>EA 。这是由于 -Δf使能量不断上涨。过了
近日点之后,ΔF使能量不断下落。在-Δf变成ΔF时,能量急剧下落。仅当e>0.99时,能
量涨落才会显著。笔者根据这一规律,于1996年6月,预报了海尔-波普彗星(e=0.9965)的轨
道变化: 海尔-波普彗星在过近日点之前,周期(按轨道参数a计算的周期)和e都渐渐变大。
过了近日点之后,周期将要缩短2000多年 。当时,距离该彗星过近日点的时间(1997年4
月1日)还有将近一年的时间,后来的天文观测证实了预报是正确的:美国《天空与望远镜》
杂志在1997年7月一期的第53-55页引用了D.K.Yeomans的研究: “海尔-波普彗星的周期
是4210年,但是下一次出现只要再过2380年就行了”。周期缩短了1830年,这只是ΔF在
1997年4,5,6三个月起的作用,ΔF还要继续起作用,就象先驱者10号一样,一直有ΔF追随
着。所以,周期还要继续缩短。过了远日点之后,-Δf才慢慢显示出来。预报材料现保存在
江苏省天文学会。下面是该学会的证明的复印件,文字为:
湖北咸宁师专(已改成咸宁学院)的刘启新先生所著“海尔-波普彗星轨道将发生显著
变化的预测”一文,于1996年6月20日转交到我会.经审阅,认为该文能够预测海尔-波普彗
星的轨道变化,较好地说明了过近日点后的实际轨道.这种独立研究的成果是难能可贵的,希
望这个理论模型能说明更多的天体轨道变化.
江苏省天文学会 1680年大彗星(e=0.999984)过近日点之前的周期是
(印章) 8814年。过近日点后的周期是575年[3]。周期缩短了8239
一九九八年五月十二日 年。该彗星于1680年12月8日12时04分过近日点([3]
891 ), 牛顿和哈雷用 12 月 日以后的观测数据计算出它的 12
周期是575年.在过近日点之前的11月4,6,11三日,德国
人开尔希(Kirch)作过三次观测([3] 896)。牛顿和哈雷也于
11月16,18,20,23日作过四次观测。但是近日点前后的数
据不在同一个椭圆上。牛顿对此变化不理解,所以他说:
“11月16,18,20及23日的各观测不正确(因为e≥1---引
者注),我们把它们都去掉了([3] 904),”。对牛顿把11月
份各观测抛之不顾的做法,德国人大为不满。后来,恩克根
据开尔希的三次观测数据,计算出过近日点之前的周期是
8814年.于是德人说英国人搞错了,英国人说德国人不正
确,其实他们都是对的,这正是e在作大幅度变化的历史
资料。
百武彗星(e=0.9998)于1996年5月1日过近日点,过
近日点之前的周期
是六万年,过近日点
之后的周期是一万五千年。周期缩短了四万五千年。
由于作者处地偏僻,消息闭塞,不知道百武彗星光临,
没有做出预报。就是预报了又有什么用呢? 笔者于
1998年6月13日,向中科院预报了先驱者10号存在
减速度。谁重视呢? 预报材料成了垃圾。右边是寄送
预报材料的快速专递存根的复印件。
2006年1月17日,冥王星探测器“新地平线”号升空,以每秒21公里的高速飞向木星
和冥王星。按行差位移规律,任何人都可预报它存在减速度。
1944出现的方根特彗星,世界各国天文学家都观测到e>1,是双曲线轨道,周期=∞。只
有前苏联处在该彗星过近日点之后的最佳观测位置,测得Q=28万天文单位, q=2.2天文单
位,周期≠∞。第一周期=∞,这表明该彗星原来是远在“天外”,不是太阳系的成员,它无
拘无束,在宇宙空间漫游。一旦游进了太阳的引力范围,就会演出“周期越来越短”和t→∞
时, e→0的过程。由此过程可以看出,现在e→0的大行星,原来也是“天外之客”, 它们在
宇宙空间漫游,处在无拘无束的“童年”。可称之为童年的“游牧”行星。行星的童年,必然
是体积很大,密度很小。它们一边收缩,一边漫游。自到演出“周期越来越短”和t→∞时,e
→0的一幕,才形成现在的大行星和太阳系。
(Ⅲ) 太阳系的形成
当“游牧”行星第一次过近日点时,其壮观情景是我们从来没有想到的: 当时“游牧”
行星的近日距q很短,大约以每秒500km的高速在日面上掠过约150°,强大的起潮力在日
面上掀起高高的浪潮,浪潮随行星公转方向流动,当行星远去之后,潮落流存,沿日面流动一
周,就形成了日面赤道。流动渐渐向两极扩散,就形成了太阳自转。必然是赤道自转快而两极
自转慢。如果q太小,强大的起潮力会使行星碎裂成小行星。太阳的自转是各大行星的集体
贡献。太阳对行星的起潮力也使得行星产生了同方向的自转,而且行星直径越大自转越快。
当时间t→∞时,e→0
。就形成了现在的太阳系。行星的角动量是初始位能转化来的。这就
不必劳驾上帝来推一下了,
新假说的天文验证:《科技日报》2000年10月7日第三版报道,路透社华盛顿10月5日
电《美天文学家在太阳系外发现18颗“游牧”行星》美国科学家在距离地球大约1200
光年的一个恒星区域内发现了18个行星状物体,它们没有被束缚在任何恒星周围。奥索里
奥说,从这些星体的亮度和光谱特征可以看出它们的大小、温度和组成像行星,但它们不像传
统的行星那样被一颗位于中央的恒星的引力束缚。这些行星状星体的大小是木星的5到13
倍不等。与年龄为50亿岁的太阳和45亿岁的地球相比,行星状星体都非常年轻,他们都处在引
力收缩阶段。该天区内的恒星也都很年轻,只有100万年到
500万年的历史。
奥索里奥说,新发现的这些“游牧”行星状物体的形成
难以用目前的行星形成模型来解释。地球等太阳系中的行星
是从太阳形成后的残留物演化成的,以此方式形成的行星将
被中央恒星的引力固定在特定的轨道上。美国亚利桑那州图
森国家光学天文观测台科学家纳吉塔说,这一发现非常重
要,它有可能改变现在的行星形成理论。
我们假设这18个“游牧”行星在一定的范围a(area)
内随机分布,a比起太阳的引力范围A来要小的多。当a斜
向接近A时,a就会沿着太阳的一侧靠近太阳,18个行星的
公转方向就是一致的。
当t→∞时,e→0,在恩克彗星、哈雷彗星的运行过程中
表中前六个数据出自陈遵妫《流表现得不明显。在沃尔夫Ⅰ(WolfⅠ)彗星、德阿列士特
星论》一书。后两个数据出自《天( D’Arrest )彗星和Pons-Winnecke彗星的运行过程中表现得
很显著。右表中列出了P-W彗星自1858年到1989年的e文爱好者》杂志。1951年的数据
和q的变化情况。可惜,该彗星历史资料不全,中间遗漏了不出自(前苏联)ПТКуликовий, . .
《天文爱好者手册》.紫金山天文少。后来的资料也未能找到。P-W彗星一百多年的记录,展
台译. 科学出版社. 1956 346 示了轨道偏心率e是在不断地变小。且有当t→∞时,e→0
的趋势。
按此演化过程,哈雷彗星的公转周期应该不断缩短。20世纪70年代,侨居爱尔兰的中国
天文学家江涛对哈雷彗星做了大量的计算,他发现哈雷彗星过近日点时刻与理论计算值存在
很大的偏差,而且计算的时间跨度越大,误差也越大。他计算的时间跨度上溯到公元295年,
发现推算的过近日点日期与历史记录的日期有两~三个月的误差[4]。(参见《天文参考消息》
(1970) 第一期)。按演化规律来分析,两~三个月的误差即是平均误差为2.5个月。而且,
误差的分布应该是由小到大,即是: 一个月、二个月、三个月和四个月,其平均误差是2.5
个月。四个月等于120日。自公元295年到1910年,哈雷彗星回归了21次。计算的295年
的过近日点日期,应该落后历史记录日期四个月即120日。这就可以计算出哈雷彗星的周期
缩短值: 假设每公转一周,周期缩短x日。则有方程x+2x+3x+…+21x=120日。解得x=
0.519日。这是按演化规律的计算值,它与天文观测的实测值符合的很好: 哈雷彗星1835年
回归近日点迟到了三天。1910回归近日点迟到了两天半[3]。如果ΔF=0,则哈雷彗星应该在
1986年2月7日过近日点(推算值),实际上是在2月9日过近日点(迟到两天)。如此陈述只
是为了说明哈雷彗星的公转周期在不断缩短,缩短值是0.5日。与计算值0.519日符合的较好。
(Ⅳ) 行差位移规律的实际应用
ΔF的存在是天文事实,它使得先驱者10号飞行异常。人类早期登月飞行和火星之旅总
是失败,就是ΔF的影响: 前苏联的早期登月飞行由谢尔盖?科罗廖夫主持,发射了46
次只
有9次成功。人类早期“火星之旅”的失败率是2/3。2007年,我国的“嫦娥一号”也要去月球远征,如果对ΔF不了解,必然要失败。虽然遥控技术能更正ΔF的影响,这是一种诊治ΔF的方法。但是治的不好就完了。如果我们知道了ΔF的作用,就能防患于未然。在**期间,ΔF却给笔者招来横祸: 前苏联要发射月球环绕飞船,由于ΔF的作用,“老大哥”必然要失败。藐视“老大哥”这还了得。没收了十余万字的《轨道的演化》书稿和财物,进学习班。可是“老大哥”的飞船在ΔF的作用下,不是成了人造行星,就是与月球相碰。后来采用遥控技术来更正ΔF造成的偏差,经多次失败,取得了经验之后才能作绕月飞行。 按行差位移规律,太阳由S移到S’(如图一),来自S’的引力FAS’ =F可分解成径向分力Fr和横向分力Fθ, Fr⊥Fθ . 令∠SAS’=a ,于是有
Fr=F cos a (2)
Fθ=F sin a (3)
天文学家常将摄动力分解成径向分力Fr和横向分力Fθ ,法国天文学家勒威耶就是利用Fθ“算”出了海王星。各行星对水星的摄动力的横向分力Fθ能使得水星近日点每百年进动531″.54,百年岁差为5025″.64,合计是5557″.18。但是美国天文学家纽康(1835-1909),观测水星凌日发现水星近日点东进值是每百年5600″.18。比理论计算值多43″/百年。如果把(3)式的Fθ也考虑进去,就可能解决这一偏差。但是(3)式的Fθ还要使轨道偏心率e变小,还要使近日距q变长,只有其中的一小部份推动水星的近日点东进。就是这一小部份的Fθ来推动水星近日点,百年下来也大于43″。这是为什么呢? 这是因为我们没有考虑Fθ对地球的运动也起作用,Fθ也能使地球近日点进动,轨道长轴转动,这就使得轨道上的每一个点都在作同样的进动。实测值是多少? 没有这方面的资料,只好先借用广义相对论的
数据:
按1916年广义相对论公式
24π3a2
?ω=22 (4) 2Tc(1?e)
计算出来的各行星近日点东进值是,水星: 43″/百年,地球: 3″.84/百年,
天王星: 0″.002/百年。其中Δω是近日点黄经的增量, a是半长轴,T是
周期,c是光速,e是偏心率。
按(4)式地球近日点每百年进动3″.84。即是地球轨道上任何一点的进动值,包括观测水星凌日的那个点。但是纽康死于1909年,他不知道观测点也有如此进动,所以他没有把地球进动计算进去。如图三: 小圆是水星轨道,中心是太阳,AC弧是地球轨道的一段。BD弧所对中心角=AC弧所对中心角=3″.84是地球进动的百年值。箭头所指方向是地球和水星的运行方向。纽康以为地球在A点测得水星在B点于t时刻凌日,按t时刻计算,水星只能在E点。B点比E点超前了43″。其实地球是在C点测得水星在D点于t时刻凌日。D点比E点超前了46″.84/百年。远大于广义相对论的计算值。
按广义相对论,天王星的进动值是0″.002/百年,而实测值为3″.13/百年。实验值比理论值大1565倍: 自1781到1845的64年间,天王星的位置偏离了理论位置120″,有人认为这是一个未知行星的摄动使天王星运行产生了偏离.于是勒威耶就以这120″的数据来计算未知行星的位置和质量.1846年果然在偏计算位置52角分的地方发现了一个新的行星,这就是海王星。但是它的质量只有勒威耶计算值的0.62,天文学家重新计算了海王星的摄动,只能使天王星在这64年间获得118″的东进,还有2″的东进找不到力学原因[5]。2″/64年=3″.13/百年.这就是天王星进动的实测值.它并未引起勒威耶的重视,因为他认为在海王星之外一定还有第九大行星存在,是它的摄动使得天王星产生了3″.13/百年的东进。1930年,果然发现了冥王星,但是它的质量太小,只有0.0024地球质量,对天王星的摄动几乎为零,
天王星东进
3″.13/百年成了不解之谜,它比广义相对论的计算值大1565倍。如果再加上地球观测点的进动,就更大了。(3)式的Fθ提供了解决这一问题的思路,是值得深入研究的。
(Ⅴ) 结束语
我们假设引力的传播速度为待定常数C,C不等于光速c会给我们留有迂回的余地。如果C=∞,则ΔF=-Δf=0。则天体遵从二次曲线轨道和各种守恒定律。由此可见,守恒原则是在ΔF=-Δf=0的想象世界里成立。如果将光行差效应与库仑定津联系起来,就肯定要用光速c了。用量子论的话说海尔-波普彗星的周期由4210年变到2380年,就是轨道“跃迁”。行差位移规律使得天体运行与电子绕核运行有共同之处,借助能量算符和动量算符,用新轨道方程可推导出薛定谔波动方程[6]。其发展前境是非常诱人的。
参考文献
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5, 南京大学天文系《天文知识》编写组.天文知识.上海:人民出版社。1976. 210~211
6, 刘启新, 普适的行差效应和薛定谔方程的推导,《科技进步与对策》1998 第四期 66~68
本文是作者在湖北省天文学会上所作学术报告经多次修改而成。该学会挂靠在中国科学院测量与地球物理研究所,参会者多是中科院专家,有院士、博导、研究员教授等,都是天文学家.合影时刘某站在后面,但是大会秘书长却安排我在前排中就坐,左起第七人,足登白球鞋者是本文作者刘启新。刘某只是普通会员,安坐在前排中,是大会和专家们对创新思维的尊重。
范文三:恒星演化与太阳系形成
2 恒星演化与太阳系形成
2(1 星系的起源
宇宙空间中大量星系的形成机制,主要存在由弥漫物质凝聚的星云说和由超密物质爆发的超密说两大流派。
星云说 强调初始宇宙空间充满密度极低的星际气体和尘埃物质,在自引力下这些物质逐渐聚集成许多大型星系云,再在星系云内诞生大量恒星(见本章2(2节)而形成星系。20世纪80年代初,天文学家已发现离我们100亿光年外存在的原始星系云,基本处于电离氢状态,其体积与银河系接近,可能为初始宇宙大爆炸后遗留下来的原始星云物质。这为星系起源的星云说提供可信佐证。
超密说 强调可见宇宙大爆炸过程中抛射出许多超高密度的物质块,每个块形成一个星系。超密块爆发从核心再向四周演化,星系核心为残留的超密块,因此爆发作用尚未止熄。天文学家已发现银核是一个强射电源区(强烈辐射射电波、红外波、γ射线波等),对本假说是有力支持。
在可见宇宙中,星系多达500亿个左右,形态结构和规模大小各异(图2-5),很可能并非由单一机制形成。星云说反映了宇宙间弥漫星云物质收缩凝聚的“合二而一”过程,超密说则体现了宇宙间物质状态的“一分为二”发展方向,很可能这两条途径都与星系形成有关。但究竟以何种方式为主,不同方式出现的条件是什么,是否还有其他成因机制等,尚待研究。
哈勃(1926)按星系形态结构特征,区分为椭圆星系(E)、旋涡星系(S)和不规则星系(Ir,)三大类。银河系以往认为是典型的旋涡星系,最近趋向属棒旋星系。肉眼可见的仙女座大星云附近的伴生星系则属椭圆星系,著名的大、小麦哲伦星系可能都是不规则星系。
星系的演化趋势有人强调由椭圆星系?旋涡星系?不规则星系,也有人持相反的见解。旋涡星系的旋臂演化方向是旋紧还是旋松迄今也无法通过人类短期观测确认。近年来更多研究者倾向星系的分类序列与演化序列无关。
2(2 恒星的起源与演化
现代天文学的多数假设支持,恒星最初由弥漫稀薄的气体和尘埃(星云)经过凝聚、加热过程而形成,可区分为以下四个阶段。
(1)幼年期
原始星云的一部分开始进入收缩过程,推测与涡旋运动有关,很可能受到相邻超新星爆发所产生冲击波的启动。涡旋体系中心部分处于引力收缩状态,随着势能转变为热能,使温度上升。在温度还不足以启动热核反应情况下,这种收缩的气体团不发射可见光,称为原恒星(protostar)。当原恒星开始不再收缩时,核心部分氢开始点燃,出现“氢闪”,标志进入了青少年期。
以中等大小的恒星(太阳)为例,此阶段约经历5000万年。质量很大的原恒星由于有较强的引力场,只需要50万年。质量只有太阳1/5的原恒星,估计寿命可达6亿年。
(2)青壮年期
6 原恒星核部温度上升到不小于7×10K条件下,核部氢燃烧引起的热核反应开始启动,就标志着一颗恒星正式产生。由于恒星内部排斥力与自身吸引力处于基本平衡状态,进入了相对稳定的漫长演化时期。目前银河系中90,的恒星都属此演化阶段。
丹麦天文学家赫茨普龙(E(Hertgsprung)和美国天文学家罗素(H(N(Russell)分别统计了恒星的光度(反映恒星质量)和颜色(反映表面温度),用纵横坐标绘图时发现大部分恒星落在一条连续带上,其余的星(红巨星、白矮星等)则形成独立的小群(图2-6)。这种图后来就称为赫罗图(H-R diagram),图中90,恒星集中出现的连续条带代表相对稳定的主要演化序列,称为主星序(main sequence)或主序带,处于主序带内的恒星,就称为主序星(main saquence star)。
太阳作为主序星的寿命可达100亿年,现在虽“年及半百”,仍属壮年期。质量大于太阳20倍的恒星,处于主星序阶段的寿命只有1000万年。
(3)晚年期
主序星演化后期,当恒星中心10,氢燃料消耗殆尽时,标志着主星序阶段的结束。恒星核部再次在引力下收缩,恒星中心密度加大,温度再次升高;同时促使恒星外壳体积膨胀,密度变稀,成为表面温度很低但光度很大的红巨星或超巨星。
在红巨星阶段,恒星内部的排斥与吸引、膨胀与收缩循环往复,中心
8部分的温度逐步上升,出现了不同元素的热核反应。温度不低于10K时,
8K时,发生3个氦核聚变为1个碳核,可经历数百万年;温度不低于6×10
9发生2个碳核聚变为氧核,只能持续1,3万年;温度不低于10K时,发
99生氧核聚变为硅核;温度不低于3×10,4×10K时硅核聚变为铁核。巨大恒星内部的热核反应向着重元素形成的方向发展,证明宇宙中各种元素及其同位素并非由大爆炸单一过程一次产生,而是在恒星演化的热核核聚变过程中逐步合成的。
这种元素起源与恒星演化同步的元素合成理论,最早由布尔比吉夫妇(E(M(Burbidge和G(R(Burbidge),佛罗(W(A(Fowler)和霍伊尔(F(Hoyle)于1957年提出,简称为B2FH理论。由于得到原子核物理学、天体物理学和宇宙化学的有力支持,已经成为共识。
50亿年后太阳也将变成红巨星,其直径将扩展为现在的250倍。在扩张过程中,它的辐射热量将使地球上的任何生物都无法生存,这是真正的地球末日来临之时(图2-7)。届时地球上如果还有智慧生命存在,寻求可持续发展的唯一出路只能是,向太阳系以外的类地行星中去寻觅和重建家园。
(4)衰亡期
恒星中心热核反应一旦出现铁元素,就进入了恒星演化的老年期。铁核的热核反应不能释放能量,反而需要吸收大量能量,迫使恒星内核向中心猛烈塌缩,同时释放出惊人的能量,导致恒星外壳发生爆炸,并使光度瞬间剧增万倍至上亿倍,这就是著名的超新星爆发现象。当超新星“昙花一现”之后,原有的恒星顷刻塌缩为体积小而密度极高的致密星(恒星的
残骸)和爆发出去的星云物质(新恒星形成的物质基础),完成了银河系内空间物质-能量交换过程的一次循环。
恒星演化最后阶段的致密星包括白矮星(黑矮星)、中子星和黑洞三种不同类型的归宿,它们的形成与母体恒星的质量大小有关。
质量中等的恒星(小于1.4个太阳质量)经历超新星爆发后,恒星残
53骸的密度达到1.75×10g/cm(相当太阳密度的12.5万倍,由异常致密的原子核和电子组成),表面温度升高至8000K,发出白光,称为自矮星。在银河系内,白矮星占可见恒星数量的3,。白矮星内部的核能已经枯竭,只能靠辐射热量发光,由于随着温度降低辐射热能速度相应变慢,也可有几十亿年寿命。一旦白矮星的热能耗尽,不再辐射可见光,称为黑矮星。黑矮星的最终归宿是继续冷却到与宇宙空间温度(3K)平衡为止,可视作一颗恒星经历了演化全过程后在宇宙中残留下来的一块天界墓石。质量更大的恒星经历超新星爆发后残存的质量如达到太阳质量的1.5,2倍,在
14暴缩情况下形成快速自转的中子星。直径一般仅10km,但密度达10,15310g/cm,主要由异常致密的中子组成。中子星具有很强的磁场,并因自转而辐射具精确周期的脉冲式无线电波。中子星的辐射强度大于白矮星,所以寿命小于10亿年。
超新星爆发后如果残骸质量超过太阳质量的2,3倍,即使到了中子星阶段也会继续塌缩至高于原子核的密度(相当于1cm半径球体内集中地球全部质量)。在这种超强引力场下,被吸入的任何物质和光线运动速度超过了光速。产生的效果是任何物体一旦达到这个速度,对远离引力中心的观察者来说就在视野中消失了;此外所有物质和光线只能被吸入,而无法逃逸出去,就形成了黑洞(图2-8)。黑洞是广义相对论在20世纪早期预言的暗天体和引力场中的一个奇点,这里密度和时空曲率都是无穷大。
由此可见,银河系中的恒星演化虽然都经历4个阶段,但大小质量不同,演化速度各异,最后的消亡途径也不尽一致。然而同样呈现出天地万
物生生不息,生灭转化,永无止境的特点。超新星爆发的意义正如康德所言:“这个大自然的火凤凰之所以自焚,就是为了要从它的灰烬中恢复青春,得到重生。”在银河系内恒星演化的上述背景下,太阳这颗中等大小的普通恒星如何发展成为一个具有复杂行星系统的太阳系,银河系及河外星系的亿万颗恒星中是否也有类似太阳系的结构,人类寻找地外文明的努力倒底有什么意义,将在下节中介绍。
2(3 太阳系形成假说
(1)星云说的提出与发展
自从德国古典哲学家康德(I(Kant,1755)首创太阳系起源的星云说以来,迄今国内外提出的各种学说多达50多种,但从学术思想体系和立论依据方面基本上可归纳为三种类型。
?灾变说——行星物质是某种重大突发事件从太阳中分离出来,例如另一颗恒星走近或擦过太阳,或由于太阳自身爆发,分出的太阳物质后来形成行星。
?俘获说——太阳从恒星际空间俘获物质,形成原行星云,再演变为行星。
?共同形成说——太阳系的所有天体都由同一个原始星云形成,星云中心部分形成太阳,外围部分形成行星等天体。
18世纪康德与法国数学家、天文学家拉普拉斯(P(S(Laplace,1796)各自独立提出的星云假说,都设想太阳系由同一片“原始星云”演变而成。但面临的最大困难是无法解释太阳系内部质量和角动量分配的矛盾(太阳占总质量的99.85,,但其角动量仅占总角动量的0.6,)。星云说面临的尴尬导致20世纪初多种灾变说的兴起,但灾变说也遇到许多与观测事实不符的矛盾(恒星间的接近或相撞概率极少,约3000万亿年发生1次,
银河系年龄仅150亿年左右),到20世纪40年代渐趋衰落。因此,20世纪后期以各种新星云假说的复兴为特征。例如英国天文学家霍伊尔(F(Hoyle,1960,1972)提出原始星云(低温慢转)在引力收缩中转速加快,分别脱出行星圆盘和卫星圆盘,最终形成了太阳系。在热核反应启动后的太阳升温过程中,电磁辐射产生磁力矩,实现了角动量从太阳向行星的转移,从而克服了传统星云说的致命弱点。
我国著名天文学家戴文赛等(1978)提出的新星云说,从天体观测新资料出发,论述周密细致,对太阳系的起源、主要特征以及运动规律的规则性和不规则性作了比较全面、系统的阐述,在理论上作出了重要贡献。
2(4 似地行星和地外文明探索
既然太阳不过是宇宙间亿万颗恒星中极普通的一员,人们自然要探究:太阳系外是否存在类似地球那样条件的似地行星,地外文明倒底是否存在,
英国天文学家琼斯(H(Jones)等人通过高倍望远镜视野范围内的详
11)个星系,每个普通星系细估算,曾提出,可见宇宙内存在1000亿(10
1122中存在1000亿(10)个恒星,即在总星系中约有10个恒星的著名推论。近年的估算随着多波段观测和空间探测技术的提高,总体数目有增无减。
72215如果按照1/10出现概率连续推算,10个恒星中可能有10个恒星伴有行
10星,其中可能有10个行星具备类似地球那样的得天独厚条件;那么至少
4有10颗行星上可能有生命存在,其中有一些行星甚至已经出现类似“地球人”的高级智慧生物。正是存在上述推算概率,引起了人类在太阳系外探索似地行星和地外文明的愿望和热情。
尽管实际操作中遇到的困难很多,1995年美国加州大学的科学家开始发现第一颗太阳系外的行星,至1999年初已累计发现17颗。例如位于海豚座中的1颗编号为HD195019,其质量为木星的3.5倍;位于双鱼座中的1颗编号为HD217107,质量为木星的1.3倍。新西兰科学家1998年
47月在3×10光年外发现1颗与地球大小相似的行星,质量也许稍稍重一点,与母体恒星的距离可能在1,4天文单位之间,更引起学术界兴趣。预计21世纪中这种探索工作将会有更多的发现。
如果说寻找太阳系以外行星的工作人类可以稳操胜券,但在寻找地外文明的可能性方面则存在不同倾向。有人指出,地球演化的46亿年历史中只有最后几百年才产生高度技术文明,这种文明能否可持续发展,宇宙中其他行星上如果出现高级智慧生物,也会面临相似的问题。因此,茫茫宇宙中可能存在过多种智慧生命和技术文明,但它们之间在时间和空间上可能难以相遇。
搜寻地外文明的其他途径,包括不断向太空发射无线电信号,并监测有无反馈信息,自20世纪60年代以来已作了数十次试验,虽尚无结果但仍不气馁。甚至考古学研究领域也有涉及,例如根据20世纪20年代瑞典
地质学家兼考古学家安德森(J(G(Anderson)在我国甘肃西南部购得的一件新石器时代(马家窑半山文化,约2500BC)陶塑半身人头像,圆头、长颈、额顶有两块对照的圆镜状饰物。当代有的考古学家认为极似一个戴有头盔和护眼风镜的宇航员(图2-9),从而推论4500年前“天外来客”曾访问过黄河上游的洮河地区,当时的先民以造型艺术记录下这次事件,作为顶礼膜拜的偶像。类似的史前文物,1987年在四川广汉县出土的青铜人面像(约1000BC)中也见到踪迹。考古学的介入有利于延伸人类与地外文明接触的时间范围,但要排除各种巧合或多解性,还需要多方面的证据。
尽管存在上述种种困难和很小的可能性,但是搜索地外文明仍然是人类文明意义深远的创举。目前发达国家虽然也面临压缩航天调查经费问题,仍是多方设法在2000,2020年间开展搜寻行星系和地外文明工作。
2(5 21世纪近地宇宙开发
1987至1991年间美国和日本已有人预测,21世纪初期(2010,2025)人类将在月球上建立永久性开发基地,包括宇宙飞船太空港、居住、发电、天文观测、采矿、农耕实验等设施,所需建筑材料尽量采自月球,所需、HO将在月球上通过月壤化学反应提取。另也有美国和俄罗斯联合组O22
建火星远征队(由3男3女组成),于2011年登火星工作一年的设想。
10 1998年的世界十大科技新闻中,月球两极发现冰冻水(储量达10t)位列榜首。70年代人类首轮登月科考中已发现,月壤由于长期处于太阳
33风高能粒子的冲击下,其中含有丰富的He资源。估计1km月壤可提取10,
3443100tHe,总资源量高达50×10,500×10t。1tHe可获聚变能大约相当
1010310×10kWh,中国1993年的总发电量约为82×10kWh,相当于8tHe即可满足。中国科学院近代物理研究所采用重离子加速器模拟太阳风注入的
3实验结果表明,大约在1000?以下就可以在月壤中释放出He。因此,月
3球存在人类另一种取之不竭的清洁高效新能源。已经有人对开发月球He资源的成本作过估算,结论是远低于相当能量的石油价格。所以21世纪人类开发近地宇宙(首先是月球)能进入实施阶段,登月人数估计将达到千人规模。中国科学家和技师也必将积极参与此项活动,在造福人类的伟大事业中作出应有贡献。
火星表面保存清晰的河流和大峡谷地貌,大约30亿年前确实存在过流动的河川,但后来在火星上肯定发生什么重大事件,这些液态水就消失了。火星两极的白色极冠在照片上清晰可见,通过“水手号”和“海盗号”
O)也有干冰(固体CO)。探测器的多次考察,确认极冠中既有水冰(H22火星极冠面积随季节发生变化,指示火星上同样存在冷暖交替的气候波动。如果国际上新的一轮向火星发射轨道宇宙飞船和人类登上火星实地考察的计划能够实现,将是人类认识火星真面目的里程碑式成就。对于进一步开发火星以及借鉴制订保护地球环境长远规划都有重要意义。
范文四:太阳系的形成和演化
太阳系的形成和演化
太阳系的形成和演化,估计已经开始与4.568 亿年前的一小部分是一个巨大的引力塌陷分子云。大多数倒塌的群众在中心收集,形成了太阳,而其余扁平成原行星盘,其中的行星,卫星,小行星和其他太阳系小天体形成。
伊曼纽尔· 康德,斯韦登伯格和皮埃尔-西蒙·拉普拉斯,这被广泛接受的模式,被称为星云假说,最早是在18世纪。其后续的发展交织在一起的各种学科,包括天文学,物理学,地质学和行星科学。由于在20世纪50年代发现的太阳系外行星,在20世纪90年代的太空时代的曙光,该模型已被两个挑战和完善新的观测。
太阳系初步形成以来已经有了很大。许多卫星已经形成了从他们的父行星周围盘旋的气体和尘埃盘,而其他卫星被认为是他们的行星已经形成独立,后来被抓获。还有一些人,作为地球的月亮,可能是巨大的碰撞的结果。机构之间的碰撞已经发生不断上升到目前的一天,并已经中央太阳系的演化。经常转移的行星,行星的位置已经交换的场所。现在这个行星迁移被认为一直负责许多太阳系的早期演化。
在大约5亿年,太阳将冷却和向外扩展之前摆脱作为其外层多次直径(成为一颗红巨星),行星状星云,作为已知的恒星残余背后留下一颗白矮星。在遥远的将来,通过恒星的引力将逐步削减远离太阳的行星的随从。有些行星将被销毁,抛入星际空间。最终,超过万亿年,当然,它很可能将在轨道上围绕它的原始机构没有离开太阳。
范文五:太阳系的形成及演化
第二章 太阳系的形?成及演化
2.1物质运动?的法则
循环往复的?运动变化,是宇宙万物?的基本规律?。宇宙万物都?处在形成,发展,衰退和消亡?,再形成,再发展,再衰退和再?消亡中,处在无限循?环和永恒运?动的序列中?。时间,空间,事件这些概?念,它们都是人?类智慧的自?由创造。实质上完全?的刚体并不?存在。一切物体都?是弹性的,变形的。并且随着时?间,空间,温度的变化?而解变其体?积。物质被看成?是由“质点”所组成,质点的运动?构成物质事?件。“物理实在”是由时间和?空间,另一方面又?是由那些相?对于时间和?空间而永远?运动着的“质点”所组成。对于自然律?的表述方式?,一切惯性系?或惯性“空间”都是等效的?,自然规律从?一个惯性系?到另一个惯?性系的转移?是不变的。
在微观方面?,任何一个粒?子,在经过一个?足够长的时?间后会回归?到无限接近?它的初始状?态的状态。从而再接着?运动下去。也就是所有?粒子都是处?在周期性的?循环运动中?。
在宏观方面?;行星,恒星,星系等天体?,它们在空间?的位置和运?动轨迹都是?周
发展,衰退和消亡?。经过一个足?够长而复始的?,各种天体也?都有它们的?形成,
的时间?的运动和演?化,都会回归到?它们初始状?态的状态。地球上的山?川,河流,湖泊和海洋?也都存在着?沧桑变化,也都有一定?的周期率。
在生物方面?,有生有死,生与死是一?个循环或者?说是一个轮?回,比如;一个人
,他[把他称为初?始状态],这个人死了?,经过火化或?经过一定时?间的自然物?化的形体消?失了,但作为组成?这个形体的?物质核酸,蛋白质,细胞和其他?基本粒子,会回归到大?自然中去,经过一定的?时间会再次?组成生命体?。经过一个个?生与死的轮?回,经过足够长?的时间,初始状态的?那个人,会回归到无?限接近他的?初始状态的?状态,这个人也许?会再次出现?,几乎有和初?始状态的那?个人一样的?容貌,性格和智慧?。也许我们已?经这样轮回?了很多次,只是我们对?前世无法形?成记亿。才不知道我?们曾经出现?过。人的记忆有?这样的感觉?;在梦境中梦?见的一些现?象,有时甚至在?现实生活中?看到的一些?极少数现象?,好象似曾相?识,好象曾经在?哪里历过似?的,有一种恍如?隔世的感觉?。自然界中有?很多事件都?有惊人的相?似,这也许是一?个个轮回,一个个物质?运动的周期?性形成的。
在社会,政治团体,上层建筑方?面;有兴,有衰也有亡?。宇宙中所有?事件都有起?点,也都有终点?,一切都好象?是处在不断?重复的循环?运动中。根据法国数?学家,天体力学家?庞加莱回归?定理;某个系统在?经历过一个?足够长的时?间后,会回归到一?个无限接近?它的初始状?态的状态;空间任意一?点任意小的?区域,沿着它运动?在系统运动?态的路经下?[把这个路经?称为“相管道”],当它运动点?时,这个体积“扫过”相空时的点?,因为相轨道?不相交,它永远不和?“扫过”的点相交。只要有体积?存在,任何体积都?是有限的,在有限的时?间里,当所有体积?都被占尽,到这时对于?“相管道”来说;要继续下去?的唯一办法?就是连接到?它的出发点?,回归到无限?制接近它初?始状态的状?态,再重新开始?,这样才能够?永远继续下?去。
一个不受外?作用的有限?闭合体内的?物质运动系?统,必将作周期?循环式的内?在
运动。宇宙是一个?有限而无界?的闭合体,这个闭合体?是不受任何?外力作用的?,这个闭合体?的物质运动?系统也必然?作周期性的?循环运动。设;大爆炸之初?为宇宙的初?始状态,空间任意一?点任意小的?区域,它沿着系统?运动态的路?经[相管道],运动时,在这个体积?内,它的运动轨?迹好象永远?不和大爆炸?之初这个原?始状态的点?相交,或者说几百?亿年,几千亿年都?不和这个原?始状态的点?相交。但象任何体?积一样,宇宙的体积?也是有限的?,在有限的时?间内,当所有体积?都被占尽,宇宙运动系?统路经“相管道”要继续下去?,唯一的办法?也只有与大?爆炸之初,这个原始状?态的点相交?或相连接,回归到无限?接近它的原?始状态的状?态,。再重新开始?。这样宇宙的?物质运动系?统才能永远?继续运动下?去。宇宙中的行?星,恒星,星系等天体?也是这样。比如;太阳系是由?原始星云形?成的,形成太阳系?的这片原始?星云是太阳?系的初始状?态。当太阳系的?物质运动系?统,在有限的时?间内,把这个体积?都占尽,太阳系物质?运动系统的?路经“相管道”要继续下去?的唯一办法?,也同样只能?回归到它的?原点;回归到原始?星云,回归到它初?始状态的状?态。再重新开始?下一个周期?的运动和演?化。
宇宙中所有?物质或物体?,从微观方面?的基本粒子?到宏观方面?的各种天体?或质点,它们都是从?原点[初始状态]出发运动和?演化,经过一个足?够长时间的?运动和演化?后,又回归到它?们初始状态?的状态。这是一条基?本物质运动?回归定理。是一条物质?运动的基本?法则。宇宙万物运?动都遵循这?个法则。所以物理学?家的观念是?;“物质,时间,空间都是连?续的,可变的”。历史学家的?观念是;社会是
合久必分”。古典哲学家?的观念是“日方中方睨?蝗,物方生方死“分久必合,
?”。宗教界的观?念是“生从何来,死向何往”。总之,宇宙中任何?地方都存在?着物质的运?动和运动的?物质,而且这些运?动都是周而?复始的运动?,都有一定的?周期率,任何事物,任何人都无?法跳出周期?率。因为这是大?自然的最基?本法则。 我们先看看?太阳系的运?动,太阳系是银?河系的一部?份,按当今的天?文观测,银河系是一?个螺旋形大?星系,它的直经有?十万光年,有两千多亿?颗恒星和其?他等天体。太阳系位于?银道面之北?的猎户座旋?臂上,距银河系中?心2600?万光年,除自转外,绕银河系中?心以250?千米1/秒的速度公?转,绕银河系中?心公转一周?大约2.5亿年。运算一下;每秒250?千米的速率?;地球绕太阳?运行一周为?一个地球年?;一年=365天;一天=24小时;一小时=60分;一分=60秒。这样运算下?来,太阳系在绕?银河系中心?公转的轨道?上,一个地球年?可以走78?8400万?千米这么远?。再用784?00万千米?*2.5亿年=19710?00000?0亿千米,这是多么巨?大的一个圆?周,太阳就是携?带八大行星?等太阳系内?的一切天体?,在这个圆周?上绕银河系?中心作周而?复始的运动?。另一方面与?太阳系绕银?河系中心运?动相同,太阳系重力?场半经一光?年内的一切?天体,也在绕太阳?作周而复始?的运动。在地球这个?系统内,月球同样在?绕地球作周?而复始的运?动。那么银河系?,河外星系等?宇宙中的其?他天体[包括光在内?],也一定会绕?着某个中心?,经更大的圆?周,更高的速率?在运动和传?播。
从上述可以?看出;宇宙中的行?星,恒星,星系等一切?天体的运动?,位移都带有?一定的曲率?,包括光在内?都是曲线传?播。所以宇宙中?任何物质运?动都是周而?复始的运动?。
如果把月球?的运动,地球的运动?,太阳系的运?动,以及银河系?,河外星系的?运动,当着不同的?参考系来进?行观察;这些不同的?参考系都有?相同的物理?定律;它们都是在?绕着某个中?心在作周而?复始的运动?。这也就是爱?因斯坦在相?对论中说到?的广义相对?性原理;“自然定律在?任何参考率?都有相同的?数学形式”。
宇宙中的一?切物质运动?都可以用曲?率来描述,这是物质的?质量造成的?,是物质的质?量使空间发?生弯曲。比如;所谓“直线”匀速运动,就是物体在?一条直线上?运动,并且在任意?相等的时间?间隔内,物体的位移?距离完全相?等。反过来说是?;物体在任意?距离,物体的运动?时间也相等?。这就是所谓?的“直线匀速运?动”。但是,这种所谓的?“直线匀速运?动”总会闭合成?一个圆。这和物质的?质量密切相?关,因为这些运?动是在物质?基本上的运?动,都会受到物?质质量的影?响。比如;在地球上做?机械运动。设;一列火车以?等速向北做?直线匀速运?动。再假设高山?大海匀能直?线通过,那么这列火?车经过一定?的运行时间?,会在它的起?点的反面与?起点相遇闭?合成一个圆?。可能有人会?说;因为地球是?一个球形,这是毕然的?结果。但在空间是?不是这样呢?,在空间也是?这样,比如;发射一颗人?造地球卫星?,这颗卫星在?轨道上做直?线匀速运动?,这颗卫星经?过一定的运?动时间,它也会在起?点的反面与?起点相遇,闭合成一个?圆。太阳系的八?大行星等天?体,看起来都在?它们的轨道?上做“直线匀速运?动”,但实际上都?是在做圆周?运动。就是连光的?传播也是如?此;在我们日常?生活常识中?,光线是“绝对”直的,但根据相对?论的的关点?;一个质点发?出的光线,经过一个足?够长的时间?,会在这个质?点的反面点?与这个质点?相,遇闭合成一?个若大的圆?。因此;不存在直正?意义上的直?线运动。任何直线运?动都是相对?的,都带有一定?的曲率。物体只能根?据空间曲率?的大小,在空间运动?和传播。
比如;地球,地球的质量?使它周围的?空间发生弯?曲,这个弯曲空?间的半经大?约40万千?米,在这个弯曲?空间半经以?内的物体,只能根据这?个弯曲空间?的曲率绕地?球运动,或由于某些?物体与地球?的距离和运?动速率不相?实应,或飞出地球?质量形成的?这个弯曲空?间,或下落到地?面与地球融?合一体。
太阳的质量?在它周围形?成的弯曲空?间,这个弯曲空?间的半经大?约有一光年?,在这个半经?以内的八大?行星,小行星,慧星,奥尔特云等?天体,也都只能根?据这个空间?的曲率绕太?阳作周期性?的运动。这些也同样?是由于天体?之间的距离?和运动速率?造成的。当然,在这个弯曲?空间半经内?,也有天体之?间的碰撞和?吞噬,并且也有飞?出这个弯曲?空间的物体?,也有闯入这?个弯曲空间?的物体。 银河系内物?质的质量,在它的周围?形成了一个?巨大的弯曲?空间,这个弯曲空?间的半经大?约有5万光?年,在这个弯曲?空间半经内?,太阳同两千?亿多颗恒星?和其他天体?,这些恒星和?天体同样会?根据这个空?间的曲率,绕银河系中?心作周期性?的循环运动?。在周而复始?的运动中,有天体消亡?,也有天体形?成和诞生,有天体之间?的兼并和吞?噬,也有天体飞?出这个空间?,也可能有天?体闯入这个?空间。但飞出的或?闯入的天体?是非常微量?的,对银河系这?个运动系统?基本上形不?成影响。 同理,宇宙中所有?物质的总质?量必然会叠?加形成一个?更巨大的弯?曲空间,这个弯曲空?间的半径可?能要比银河?系弯曲空间?的半径大上?亿倍。银河系,河外星系和?包括光在内?的一切天体?,所有物质都?无一例外的?会根据这个?弯曲空间的?曲率,绕这个弯曲?空间半径运?动和传播。在这个半径?内,各种天体都?处在周期性?运动和演化?中;它们有诞生?,有兴,有衰,也有亡。它们循环往?复运动直至?宇宙再次终?结为奇点。
宇宙中所有?物质的总质?量形成的弯?曲空间,是宇宙中所?有物质运动?的总系统,这个总系统?是直正意义?上的独立系?统,没有在这个?系统以外的?任何物质能?闯入这个系?统内;在这个系统?内运动的任?何物质,不管运动得?多快,光速,超光速的物?质都不可能?飞出这个系?统,就是“超距作用”也只能在这?个系统内发?生,不可能超出?这个系统以?外。这与宇宙的?总质能守恒?,是等价的。
宇宙中的一?切运动都可?以用曲率来?进行描述,并且都有一?定的周期。没有真正意?义上的直线?运动。从逻辑上来?说;真正意义上?的直线运动?总有穷尽的?一天,不可能永远?直线运动下?去而没有穷?尽。而且真正意?义上的直线?运动从逻辑?上来分析,不管是有穷?尽还是没有?穷尽,都是不可思?义的。只有带有一?定曲率的“直线匀速运?动”才是可以思?义的,因为它可以?周而复始的?永恒运动下?去。 如果说;大爆炸的理?论是正确的?,时间从奇点?大爆炸开始?,随着时间的?延续,宇宙从膨胀?到收缩,到再次形式?成奇点,时间就终止?于奇点,到奇点再次?大爆炸时间?又重新开始?。这样时间才?能够“无尽”和“永前”下去。从这个意义?上来说;时间是有曲?率的,时间的流逝?是一个闭合?的圆。空间也不例?外;空间也是从?奇点大爆炸?开始,空间从膨胀?到收缩到再?次形成奇点?,空间就终结?于奇点,到奇点再次?大爆炸,空间又重新?开始膨胀,空间的弯曲?是不言而喻?的,空间同样是?一个闭合的?圆。时间,空间都是一?个是闭合的?圆,这样物质,运动,时间,空间就能一?起永存下去?。
开普勒在1?7世纪初期?发现的行星?绕太阳运动?的三规律;?每个行星的?运动轨道都?要是椭圆;太阳位于椭?圆的一个焦?点上;?太阳中心与?行星中心的?连线在轨道?上所扫过的?面积与时间?成正比,;?行星在轨道?上运行一周?的时间的平?方其至太阳?的平均距离?的立方成反?比[相对论]。这三条规律?同样实用宇?宙中一切天?体的运动规?律;当一个质点?在黄道椭圆?轨道的平面?上绕某个焦?点运动,当质点离焦?点比较近时?,质点的运动?速度要快一?些;当质点离焦?点比较远时?,质点的运动?速
在宇宙各种?天体的运动?中,匀速运动也?存在着相对?性。各天体的度要慢一?些。
运?动是从快到?慢,又从慢到快?这样周期性?的循环,也是永不停?息。在这个意义?上,快与慢也可?以说是一个?闭合的圆。
在生物或生?命运动中,就生物体来?说;生物的客体?是由基本粒?子组成;基本粒子在?化合凝聚作?用下形成核?酸,蛋白质等有?机分子,这些有机分?子形成细胞?再组成生命?体。当某个生命?终结或死亡?后,组成这个生?命客体的物?质,又会还原空?气,尘土和基本?粒子中去。基本粒子再?经过化合作?用,再次形成核?酸,蛋白质等有?机等分子。这些有机分?子会再次形?成生命客体?,或被其他生?命客体报吸?收,成为其中一?分子。生物体或生?命也是处在?生生,灭灭,死亡又重生?,重生又死亡?的循环运动?中,在这个意义?上,也可以说生?与死是一个?闭合的圆。 宇宙和宇宙?中的任何一?个质点,它们都有各?自的循环系?统,大循环套丰?小循环。整个宇宙是?一个大循环?系统。在这个大循?环系统内的?运动和演化?中,从无数基本?粒子,量子态和量?子中产生出?能量,气体分子,宇宙尘埃,原始星云,再逐渐凝聚?成恒星,行星,星系等天体?。星系,恒星,行星等天体?,也各自都有?它们的循环?系统,是在大循环?中套着小循?环。宇宙和宇宙?中各个大小?循环系统,宇宙中所有?天体或物体?,经过足够长?时间的运动?和演化,最终都必然?回归到它们?初始状态的?状态。成为宇宙量?子,蜕变成物质?的最小的基?本单元聚集?于一个无形?的奇点之中?。宇宙和宇宙?中所有的星?系,恒星,行星等天体?都必然要终?结于奇点。由某种不平?衡导致奇点?大爆炸,宇宙再次大?循环又会从?它的初始状?态,量子涨落背?景出现,从而开始新?的一次大循?环,宇宙整个大?循环系统也?是一个闭合?的圆。宇宙就是处?在这样无限?次大循环的?序列中,处在永恒的?运动和演化?中。 宇宙中的一?切运动都带?有一定的曲?率,我们观察到?很多天体,它他都是从?一个原点辐?射出去,“直线匀速运?动”,它们与原点?相距越来越?远,但当它们穿?越了整个球?面空间,又与原点越?趋越近,最终在它们?出发的原点?的“相反点”与原点再次?相会,闭合成一个?若大若小的?圆。这是运动的?曲率形成的?,这种带有
一?定曲率的运?动,实质上就是?万物的周期?性,宇宙中所有?物质都处在?这种周期性?的大循环中?。这就是宇宙?物质运动的?最基本法则?。
2.2太阳系的?形成及概况?
在本章第一?节中我们看?到,宇宙和宇宙?中的万物,任何主体,都有它们的?形成,运动和演化?过程,并且都有一?定的周期率?,都是周而复?始的运动。太阳系也不?例外,它也是处在?这种周而复?始的运动中?。
太阳系是由?银河系内某?个区域的一?片原始子星?云演化而形?成[关于银河系?和是怎样形?成的,到第三章再?阐述]。原始子星云?由星际物质?,宇宙尘埃,气体等物质?,在万有引力?的束缚作用?组成。这个巨大的?原始子星云?它的半径大?约有一光年?[94600?亿千米]。在动量和角?动量的作用?下,缓慢的旋转?,并且随着银?河系内的其?他天体一起?,绕银河系中?心公转。初始阶段这?片原始子星?云内的物质?粒子比较稀?薄,因此粒子之?间的引力强?度比较低,但这片原始?子星云在自?转和公转的?过程中。在万有引力?的作用下,这片原始子?星云的体积?逐渐缩小,随着体积的?缩小,原始子星云?内的物质密?度逐渐加大?。随着原始子?星体积的缩?小和物质密?度的加大,引力强度也?相应加大。这个原始星?云团内的物?质粒子,相互吸
在这些作用?下,这个形状不?规则的原始?子星云团,逐渐演变引,碰撞,聚集。
为?比较规则的?扁球状云团?。也是在上述?各种作用下?,它的体积不?断缩小,随着体积的?缩小,物质的密度?逐渐增大,引力,压力和温度?也随着逐渐?增高。物质的密度?和引力的强?度以及压力?和温度,都与这个原?始星云团的?体积成反比?。也就是说;这个原始星?云团的体积?收缩得越小?,它的物质密?度,引力的强度?,压力和温度?就越高。当这个原始?星云团的体?积缩小到小?行星带轨道?这么大,也就是从半?径9460?0亿千米缩?小到半径大?约2500?0万千米时?,它体积内的?物质密度,压力和温度?就到了核聚?变所需的条?件。这时太阳基?本形成,开始发光发?热,向周围空间?辐射物质粒?子和能量。
在太阳形成?的初期,太阳周围空?间没有大行?星。但随着太阳?的体继续缩?小,随着太阳内?部的高压,高温形成的?热核反应,把大量的物?质粒子和能?量辐射到周?围空间。同时在太阳?的所有物质?的质量叠加?形成的万有?引力的影响?下,在太阳周围?形成一个巨?大的弯曲空?间,这个巨大的?弯曲空间是?一直存在的?。它的体积与?形成太阳的?这片原始子?星云的初期?体积相等,并且这个弯?曲空间的体?积始终保持?不变。这也就是太?阳系的引力?场。
引力场的引?力强度与太?阳的距离的?远近成反比?。也就是说;离太阳越近?的地方引力?就越大,离太阳越远?的地方引力?就越弱。这个引力场?的引力强度?从强致弱最?大半经可达?一光年。太阳向周围?空间辐射的?物质粒子,除了光以外?,一般都逃逸?不出这个半?径范围。
太阳辐射出?来的物质粒?子,遵循动量和?角动量定理?,在这个弯曲?空间[引力场]的半经范围?内自转和绕?太阳公转。这些物质粒?子的密度也?是与太阳的?距离的远近?成反比,也是离太阳?越近的地方?,物质粒子就?越密集。离太阳越远?的地方物质?粒子就越稀?薄。经过漫长的?岁月,这些物质粒?子在相互吸?引,碰撞,聚集过程中?,逐渐形成行?星。当太阳的体?积缩小到火?星轨道这么?大,半径大约2?.2亿千米时?,外太阳系的?四大行星等?天体的雏形?基本形成。形成了木星?,土星,天王
星,海王星,矮行星以及?依奥特等天?体。外太阳系的?这几颗大行?星,几乎是同时?期形成的,或者说它们?形式成的时?间相距不太?长。因距离太阳?比较近的地?方物质粒子?的密度比较?密集,在距离太阳?比较近的地?方形成的行?星,所以它的体?积和质量就?比较大。在距离太阳?比较远的地?方因物质的?密度比较稀?薄,在距离太阳?比较远的地?方形成的行?星,所以它的体?积和质量就?比较小。从木星到冥?王星这五颗?行星,它们的质量?几乎是从大?到小顺序排?列的。当然也有个?别例外;某个行星,由于经过它?周围空间经?的慧星,小行星等天?体比较多,恰巧它吸收?和吞噬了这?些天体,它的质量也?可能打破这?种顺序。按现在的说?法;木星,土星,天王星,海王星,这四大行星?属于类木行?星,它们的物质?存在形式上?基本上是液?态和气态,人们把它们?称为外太阳?系。
当太阳的体?积缩小到比?火星轨道略?小,半经大约2?亿千米这么?大时,在小行星带?可能形成了?一颗大行星?,但它当时由?于离太阳的?距离太近,被太阳的强?大引力撕碎?,形成了小行?星带。
随着太阳内?不停的进行?热核反应,不停的向外?辐射物质粒?子,能量,光和热,同量太阳体?积内的物质?密度也在不?断加大,因而太阳的?体积也相应?地不断的收?缩,当太阳的体?积缩小到地?球轨道这么?大,半径大约1?.5亿千米时?,火星基本形?成。同时外太阳?系的四大行?星一及矮行?星,它们也在根?据它们与太?阳的距离远?近,或多或少的?吸收太阳辐?射出来的物?质粒子以及?吞噬慧星,流星等天体?,它们的体积?和质量也在?不断的增加?。
当太阳的体?积缩小至多?金星轨道这?么大,半径大约1?.1亿千米的?时候时形成?了地球;当太阳的体?积缩小到水?星轨道这么?大,大约半径0?.6亿千米时?形成了金星?;当太阳的半?径缩小到1?00万千米?直至在的半?径70万千?米,是水星产生?和存在的过?程。水星是八大?行中年龄最?小的一颗行?星,因而它的体?积和质量也?是最小的。
继外太阳系?形成后,太阳又先后?相继形成的?火星,地球,金星,水星,这四颗行星?称为类地行?星,这四颗类地?行星大约用?了20亿年?的时间形成?,每隔5亿年?左右形成一?颗行星。它们的物质?存在形式基?本上与地球?的物质存在?形式类似,属于内太阳?系。
太阳从初期?体积半经大?约2500?0万千米,缩小到现在?的半经70?万千米,,大约经过了?50亿年。缩小的速率?与太阳的体?积成正比,也就是说;太阳的体积?越小,它体积内的?物质密度就?越高,它缩小的速?率就越慢。我们可以计?算一下太阳?平均缩小的?速率。上面说到太?阳在形成的?初期它的半?经有250?000万千?米,而现在半经?只有70万?千米,这个期间经?过了50亿?年。25000?万千米/50亿年=平均每年缩?小50米。这是太阳在?50亿年的?时间里的平?均缩小的速?率。由此推论;太阳在形成?的初期,最高缩小的?速率;应在每年半?经缩小50?0米左右。而缩小的最?低速率应当?只5米左右?。按这样推论?;现在太阳应?该仍在以每?年3至5米?的速率,在继续缩小?。
要检验以上?说法是否正?确,有两种方法?;第一种的方?,比如;检验出我们?地球上最古?老岩石的年?龄是35亿?年,那么火星上?最古老的岩?石应应该在?40亿年以?上;金星上最古?老的岩石应?该在30亿?年以下。也就是说;火星上的岩?石应该比地?球上的岩石?古老,而地球上的?岩石应该比?金星上的岩?石古老。第二种方法?;就是对太阳?进行直接的?观测,看是否有缩?小的迹象。当然这两种?方法,有许多不确?定因素。比如我们检?测地球上的?一块岩石,但这块岩石?恰好是来自?火星,或火星以外?小行星带陨?落到地球上?的一块岩石?[由于在地层?中埋藏年代?久远,己
经与地球?上的岩石无?法区分],那么检测到?的结果必然?与地球的年?龄不符合。这样只有在?多处检测几?块岩石,按机率得出?结果。第二种方法?,对太阳进行?直接观测,以每年3至?5米缩小的?矢量,这么小的矢?量,是很难观测?得出的。另外太阳是?脉动的,它脉动的疾?量要比它缩?小的疾量要?大许多倍。这些按现在?的科学水平?,是否能观测?得出来呢,这样我们只?能结合逻辑?进行分析。 根据以上所?述,太阳的体积?从形成的初?期半径25?000万千?米,缩小到现在?半径70万?千米,这个过程经?过了50亿?年的漫长时?间。在这个期间?,形成了木星?,土星,天王星,海王星,矮行星,慧星,依奥特等外?太阳系天体?;接着又先后?形成了小行?星带,火星,地球,金星,水星等内太?阳系天体。虽然太阳辐?射到周围空?间的物质粒?子形成了这?么多的天体?,体积也从初?期的半经2?5000万?千米,缩小到现在?的半经70?万千米。太阳的体积?缩小如此之?大。它辐射出的?物质形成的?天体如此之?多,但它的质量?并未损失多?少,它只是体积?缩小了而物?质的密度加?大了。太阳系内的?八大行星和?太阳系内的?其他天体,这些天体虽?然是太阳辐?射出来的物?质形成的,但这些天体?的质量全部?加起来还不?到太阳总质?量的1%。
太阳还在继?续进行热核?反应,还在继续向?周围空间辐?射物质粒子?,能量光和热?。体积和质量?也在相应的?缩小。各大行星等?太阳系内的?其他天体,根据它们与?太阳距离的?远近,在继续或多?或少的吸收?太阳辐射出?来的物质粒?子和能量,因而各大行?星等天体它?们的质量在?继续增加。太阳的物质?密度和引力?强度与太阳?的体积成反?比,太阳的体积?越小,物质的密度?就越高,形式成的引?力强度就越?大。当太阳的体?积缩小到足?够小,物质密度和?引力强度增?加到足够大?,同时各大行?星的体积和?质量增加足?够大时,最终必然会?导致各大行?星运行轨道?的紊乱。
太阳的演化?过程是;体积由大到?小,物质密度由?稀到密,引力强总的来说;
度由?低向高。因为相同质?量的质点,它的体积越?小,物质的密度?就越高,引力强度就?越大。太阳体积内?的物质密度?是由稀到密?,引力强度,压力和温度?,这些参数都?是由低到高?。最终当体积?,引力强度,物质密度,压力,温度等都达?到了一个临?界点;同时各大行?星的质量和?它们运动轨?道的紊乱程?度都达到了?临界点。到那时候,在太阳和太?阳系内的八?大行星及太?阳系内其他?天体的共同?相互作用下?,从而最终导?致各大行星?及太阳系内?的一切天体?与太阳大相?撞,引起太阳系?内的大爆炸?。介时;在太阳系外?,其他行星上?高智慧生物?会观察到,太阳这颗很?不起眼,比较暗淡的?恒星,一跃变成了?一颗巨大的?新星,但这样的现?象在恒星的?整个演化过?程中只能算?是昙花一现?。昙花一现过?后,太阳和太阳?系内的一切?天体都要会?回归到基本?粒子中去。成为初始状?态引力强度?极低的原始?子星云。太阳在经历?了这个过程?后,就终结了它?的这个演化?周期,回归到它的?初始状态的?状态。重新开始它?下一个周期?的运动和演?化。这样的循环?往复的运动?和演化直至?宇宙再次终?结为奇点。