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我心飛翔（62）：《了解宇宙如何運(yùn)行》紀(jì)錄片解說(shuō)詞（5）

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2012.03.20

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我心飛翔（62）：《了解宇宙如何運(yùn)行》紀(jì)錄片解說(shuō)詞（5）

(2011-08-01 14:28:59)

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太陽(yáng)系（圖8、圖9），是銀河系中數(shù)千億顆恒星中的一員。八大行星圍繞太陽(yáng)旋轉(zhuǎn)，軌道幾乎在一個(gè)平面上?？茖W(xué)家通過(guò)凱克望遠(yuǎn)鏡在眾多星系中尋找到360多個(gè)類(lèi)太陽(yáng)系，這些恒星周?chē)灿行行切D(zhuǎn)，只是數(shù)量不同而已。通過(guò)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(yáng)系相同的恒星。

太陽(yáng)系有8大行星，它是如何形成的？這個(gè)問(wèn)題很有趣。事實(shí)上太陽(yáng)系的形成與其他恒星形成有許多類(lèi)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?chē)镔|(zhì)過(guò)程中體積越變?cè)酱?，最后引力將中心的氫原子點(diǎn)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(guó)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(yàn)，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(tuán)的趨勢(shì)。這一發(fā)現(xiàn)揭示了行星為什么在太陽(yáng)周?chē)纬尚行堑膴W秘（圖10）。

太陽(yáng)形成后，她的周?chē)匀淮嬖诖罅坑钪鎵m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(wàn)個(gè)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(shí)，它們的形狀是有棱有角的多面體，當(dāng)直徑超過(guò)800公里以上時(shí)，隨著吸附的物質(zhì)越來(lái)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(yáng)眾多行星的一個(gè)。

這個(gè)過(guò)程大約持續(xù)了5億年之久。當(dāng)年太陽(yáng)周?chē)匀挥?00多個(gè)比較大的小行星，這些行星形成八大行星前，經(jīng)歷了無(wú)數(shù)次的碰撞，那場(chǎng)面非常驚險(xiǎn)慘烈（圖11）。一個(gè)行星撞上水星發(fā)生爆炸，將水星外殼撞成無(wú)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?yàn)樽矒舻慕嵌炔徽恍?，恰到好處地撞?5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(shí)常發(fā)生，在太陽(yáng)系是司空見(jiàn)慣的天體現(xiàn)象。

太陽(yáng)系八大行星，分為兩大類(lèi)：巖態(tài)行星，水星、金星、地球和火星；氣態(tài)行星：木星（圖12）、土星（圖13、14、15）、天王星和海王星。原來(lái)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(yáng)系內(nèi)的幾個(gè)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(yáng)先形成呢？天文學(xué)家經(jīng)研究認(rèn)為，巖態(tài)行星經(jīng)受得住太陽(yáng)熱量炙烤，所以先形成。氣態(tài)行星距太陽(yáng)距離遠(yuǎn)，接收太陽(yáng)熱量較少，所以在距太陽(yáng)較遠(yuǎn)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(yuǎn)離太陽(yáng)而在土星外的軌道運(yùn)用呢？這是非常難以理解的問(wèn)題，經(jīng)過(guò)分析，原來(lái)是木星、土星體積過(guò)于大，其引力也非常強(qiáng)大，尤其是土星、木星在太陽(yáng)同側(cè)相近運(yùn)行時(shí)，其引力疊加，天王星、海王星被土星、木星的強(qiáng)大引力連推帶拽，將其推出近日軌道到土星外軌道運(yùn)行，而且還有個(gè)奇怪現(xiàn)象，天王星、海王星的軌道有時(shí)在土星外側(cè)互相交換，天王星有時(shí)在里面，有時(shí)又跑到海王星外面，過(guò)段時(shí)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(rèn)為氣態(tài)行星在外層空間先形成，后來(lái)鬼使神差運(yùn)行到太陽(yáng)系，被太陽(yáng)引力俘獲，所以成為今天這個(gè)樣子。

在分析太陽(yáng)光譜時(shí)發(fā)現(xiàn)其表面有鋰元素，由此科學(xué)家推斷，在若干萬(wàn)年前，很可能在行星形成那段時(shí)間，有一個(gè)巖態(tài)行星沖進(jìn)太陽(yáng)懷抱，這個(gè)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(lái)太陽(yáng)系內(nèi)的行星碰撞逐漸平靜下來(lái)，每個(gè)行星都有比較正規(guī)的繞行軌道。地球繞太陽(yáng)1周為1年，每小時(shí)10.6萬(wàn)公里；水星繞太陽(yáng)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(yáng)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(yáng)光，距離太陽(yáng)有1光年的路程，可見(jiàn)非常之遙遠(yuǎn)。

雖然太陽(yáng)系八大行星都比較穩(wěn)定，但也不是沒(méi)有危險(xiǎn)降臨。據(jù)考證，6500萬(wàn)年前有顆小行星撞上地球，使地球70%的生物滅絕，如果此類(lèi)災(zāi)變經(jīng)常發(fā)生，地球就不會(huì)有生命存在。幸運(yùn)的是地球外圍有厐大的土星、木星，特別是木星保護(hù)，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(hù)的實(shí)例演示，如果沒(méi)有木星保護(hù)，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(lái)臨了。地球距太陽(yáng)不遠(yuǎn)不近，遠(yuǎn)處有木星，近處有月球保護(hù)，又有不多不少的水，所以地球是顆幸運(yùn)行星。

銀河系里有形形色色的太陽(yáng)系。科學(xué)家觀測(cè)到距地球20光年的太空中有一個(gè)類(lèi)太陽(yáng)系，而整個(gè)宇宙中觀測(cè)到的有420個(gè)行星，經(jīng)過(guò)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(yuǎn)，尚未發(fā)現(xiàn)一個(gè)是巖態(tài)行星。有個(gè)名叫葛利斯581的行星，是地球的2倍大，距恒星遠(yuǎn)近適中，但距離我們很遙遠(yuǎn)，無(wú)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?dú)?，沒(méi)有一個(gè)與地球的條件相同。

太陽(yáng)系跟其他恒星一樣，有誕生、成長(zhǎng)，必然也會(huì)走向毀滅。據(jù)推算，50億年后太陽(yáng)內(nèi)的氫、氦燃料將耗盡，高溫使太陽(yáng)體積膨脹變成紅巨星，太陽(yáng)內(nèi)核蛻變成一顆白矮星，形狀有地球大?。▓D16）。內(nèi)太陽(yáng)系的巖態(tài)行星，如火星仍然繞白矮星運(yùn)行，也發(fā)光，引力極大，但每時(shí)刻給行星的能量大大減少，太陽(yáng)系內(nèi)將變暗。也許由于太陽(yáng)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(cuò)亂，也許會(huì)發(fā)生火星撞地球、撞木星的壯觀場(chǎng)面，無(wú)論是不是發(fā)生行星再次碰撞，太陽(yáng)系的毀滅是自然規(guī)律，無(wú)法逃避。