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科學報 科學文摘 探索

現代科學認為宇宙誕生於大爆炸,那麼太陽系又是如何誕生的?


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更新日期:2019313
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很多朋友不相信宇宙的形成來源於一次大爆炸,其實這是被天文學、物理學以及相關學界廣泛認同的一種宇宙誕生理論,這種理論認為宇宙起源於極小的一個點,這個點又被稱為「宇宙奇點」,在137億年前的某一個時刻,這個奇點突然爆炸性膨脹,我們的宇宙由此誕生。

通過天文學觀測來看,至少有兩種天文現象可以印證宇宙大爆炸學說,分別是天體的紅移和宇宙微波背景輻射,由於如今的宇宙仍然處於膨脹過程中,因此距離越遠的天體,遠離的速度越快,而這樣的情況體現在光譜上將會出現紅移現象,實際觀測也發現宇宙中距離越遠的天體,其紅移現象越嚴重,這也能反證我們的宇宙,至今仍然處於大爆炸之後的加速膨脹中。

有些不了解天文的朋友認為宇宙或者和我們的太陽系一樣,其實我們的太陽及太陽系的形成和宇宙的形成是完全不相同的,太陽的誕生沒有經歷過什麼爆炸現象,一般認為太陽及太陽系都起源於一片原始星雲中。

太陽系誕生於大約46億年前,一片龐大的氣體塵埃雲,天文學家叫太陽星雲(Solar

Nebula)。這片星雲,你可以想像成一個巨大無比、瀰漫開來、形狀類似球形的雲團,質量是現在太陽的好多倍,初始溫度約為零下230攝氏度。星雲的主要成分是氫氣和氦氣,也就是由宇宙最多的兩大輕元素構成。此外,還包括塵埃顆粒,其中含有一些金屬、水、甲烷、氨等物質。在一望無際的宇宙中,有一些四處遊蕩的氣體雲和塵埃碎片,被人們稱為星雲。

簡單來說,由於引力作用,太陽星雲開始凝聚成型。由於能量守恆定律,引力勢能轉化成為熱能,星雲在坍縮過程中核心區被加熱,這就是太陽雛型。又由於角動量守恆定律,星雲在坍縮中加速旋轉。這就像一個花樣滑冰運動員抱緊雙臂時,旋轉速度會加快一樣。

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隨著太陽星雲不斷坍縮,不斷加速旋轉,星雲粒子間的碰撞使得星雲變得扁平,成為圓盤,中央區域的原初太陽開始有了雛型。當塵埃顆粒與冰態顆粒在旋轉過程中發生低速碰撞時,就會粘連到一起。經過數千萬年之後,這些顆粒成長為星子。

大約在46億年前,這些星子在引力作用下,成了行星形成的種子。一旦星子直徑達到幾千米,就會擁有足夠強的引力,能夠飛速吸引越來越多的物質。很多星子湊到一起,形成更大體積的天體,跟月球差不多大,這就是原行星。再後來,原行星經歷一系列劇烈碰撞,逐漸形成了岩質固態行星,比如地球、金星,以及氣態巨行星的核心,這就是原初木星、土星。

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