① 為什麼會形成地球
在太陽系形成初期,99%以上的物質向中心聚合成為太陽,周圍還有部分散在的物質碎片圍繞著太陽旋轉,經過很長一段時間的碰撞和引力作用,散在的碎片逐漸聚合成了九大行星,但那時的地球只是一團混沌的物質,又經過了幾十萬年,物質逐漸冷卻凝固,形成了地球的初步形態,再經過幾十萬年,由於地球的引力作用,由地球內部化學反應所產生的氣體噴出後被保存在地球周圍,形成了大氣層,並由氫氣和氧氣化合成了水,再然後經過太陽的能量輻射,地球本身的電場、磁場作用和適宜的生存環境,由水中產生了有機物,也就是一切生命的祖先……
地球是太陽系的一個成員。太陽系家屬由太陽、水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星、冥王星以及50萬顆小行星、衛星和彗星組成。太陽是太陽系的家長。太陽系在形成之前,是一片由熾熱氣體組成的星雲,當氣體冷卻引起收縮時,使得星雲旋轉起來。由於重力的作用,氣體和風吹草動心收縮,旋轉速度加快,星雲變成扁的圓盤狀。我們知道,現代家庭中洗衣服使用的洗衣機,有一個脫水機,把濕衣服放進去,脫水機快速旋轉起來,衣服內的水分就會被「拋」出去,濕衣服變成了乾衣服。把水拋出去的力,就是水滴在做圓周運動時產生的離開中心的力,叫離心力。同樣道理,當旋轉的星雲邊收縮邊旋轉,周圍物質的離心力超過了中心對它的引力時,就分離了一個圓環來。就這樣,一個又一個圓環產生。最後,中心部分變成太陽,周圍的圓環變成了行星,其中一顆就是地球,地球是在四五十億年前產生的。
這是一個科學的假說,是18世紀德國哲學家康德和法國數學家拉普拉斯提出的學說,人們稱它為康德——拉普拉斯星雲說。到了1944年德國物理學家魏扎克又發展了這個學說。
有關太陽系起源和地球形成的研究還在繼續,不斷完善。盡管如此,地球是我們人類的母親,哺育著我們成長。我們人類應該認識它,了解它,即使有朝一日,人類遷居到其他星球上去,也將永遠懷念它。
地球是太陽系的一個成員。太陽系家屬由太陽、水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星、冥王星以及50萬顆小行星、衛星和彗星組成。太陽是太陽系的家長。太陽系在形成之前,是一片由熾熱氣體組成的星雲,當氣體冷卻引起收縮時,使得星雲旋轉起來。由於重力的作用,氣體和風吹草動心收縮,旋轉速度加快,星雲變成扁的圓盤狀。我們知道,現代家庭中洗衣服使用的洗衣機,有一個脫水機,把濕衣服放進去,脫水機快速旋轉起來,衣服內的水分就會被「拋」出去,濕衣服變成了乾衣服。把水拋出去的力,就是水滴在做圓周運動時產生的離開中心的力,叫離心力。同樣道理,當旋轉的星雲邊收縮邊旋轉,周圍物質的離心力超過了中心對它的引力時,就分離了一個圓環來。就這樣,一個又一個圓環產生。最後,中心部分變成太陽,周圍的圓環變成了行星,其中一顆就是地球,地球是在四五十億年前產生的。
這是一個科學的假說,是18世紀德國哲學家康德和法國數學家拉普拉斯提出的學說,人們稱它為康德——拉普拉斯星雲說。到了1944年德國物理學家魏扎克又發展了這個學說。
有關太陽系起源和地球形成的研究還在繼續,不斷完善。盡管如此,地球是我們人類的母親,哺育著我們成長。我們人類應該認識它,了解它,即使有朝一日,人類遷居到其他星球上去,也將永遠懷念它。
宇宙大爆炸
地球起源的幾種假說
地球是人類的搖籃,幾千年來,人類從沒有間斷過對自己居住的這個星球的探索。但直到18 世紀哥白尼提出了日心說,牛頓發現了萬有引力,以及望遠鏡的發明,才使得地球起源的科 學假說被相繼提出,有代表性的主要假說有如下四種:
(1)1755年德國哲學家1�康德在其《自然通史與天體理論》一書中,提出了太陽起源的星雲 說〓康德認為,宇宙太空中散布著微粒狀的彌漫的原始物質,由於引力作用,較大的微粒吸 引較小的微粒,並聚集形成大大小小的團塊。團塊形成後,引力也隨之增大,聚集加速,結 果在彌漫物質團的中心形成巨大的球體,由於排斥力和集結時的撞擊力,使這一巨大的球體 成為旋轉體,原始太陽由此形成。而球體以外的原始物質在原始太陽的作用下,圍繞太陽赤 道形成扁平的旋轉星雲,其星雲物質又逐漸聚集成不同大小的團塊,逐漸形成行星。行星在 引力和斥力共同作用下繞太陽旋轉並自轉。其模式是:基本微粒——團塊——行星。
(2)拉普拉斯星雲說〓1796年法國數學家PS�拉普拉斯在他的《宇宙體系論》中,獨立地 提出了關於太陽系起源的星雲說。拉普拉斯認為,太陽系的原始物質是熾熱的呈球狀的星雲 ,直徑遠大於現今的太陽系直徑,並緩慢地轉動。因散熱冷卻,星雲逐漸收縮並變得緻密, 轉動速度也逐漸變快。由於赤道附近離心力的不斷增大,星雲逐漸變成星雲盤,當離心力超 過向心力時,赤道邊緣的物質便分離出來,形成一個旋轉的環(拉普拉斯環),並相繼分離出 與行星數目相等的另一些環。星雲的中心部分最後形成太陽,各環在燒太陽旋轉過程中,環 中的物質逐漸向一些凝塊聚集形成行星。行星又以同樣的方式分離出環,再凝結成衛星。這 一成因模式可概括為:熾熱的氣體雲—分離環—團塊—行星。
(3)霍伊爾—沙茲曼假說〓本世紀60年代,英國天文學家E�霍伊爾和德國天文學家E沙茲 曼從電磁作用機制提出新的假說。他們認為,原始太陽系是溫度不高,轉動不快的一團凝縮 的星雲,隨著收縮的加劇,轉動速度加快,當收縮到一定的程度時,兩極漸扁,赤道突出並 拋出物質,逐漸形成一個圓盤。此後,中心體繼續收縮,最後形成太陽。由於星際空間存在 著很強的磁場,太陽的熱核反應發出磁輻射,使周圍的氣體圓盤成為等離子體在磁場內轉動 ,當太陽與圓盤脫離時,其相互間就發生了磁流體力學作用,而產生一種磁力矩,從而使太 陽的角動量轉移到圓盤上,並使圓盤向外擴展。由於太陽風的作用,輕物質遠離太陽聚集成 類木行星,較重的物質便在太陽附的聚集成類地行星。
(4)戴文賽星雲說〓1974年中國天文學家戴文賽提出「星雲說」,使中國對太陽系起源的研 究進入世界先進行列。戴文賽認為,57億年前,有一個比太陽系大幾千個的星際雲,因此縮 內部產生漩渦流,並破裂成上千個星雲團,其中一個形成太陽系的原始星雲。由於該星雲團 是在渦流中形成的,所以其一開始就自轉,而且角動量很大,並且因自吸引而收縮,在收縮 過程中,由於角動量守恆,轉速加快,星雲漸扁,並釋放大量能量使溫度逐漸增高。原始星 雲收縮到大致為今天海王星軌道大小時,其赤道處的離心力等於吸引力,赤道處物質便不再 收縮,但是星雲內部的收縮還在繼續,於是便形成了邊緣較厚,中心較薄的雙凹鏡形的星雲 盤。盤心部分收縮密度較大而形成太陽,其餘物質的固體微粒通過相互碰撞和引力吸積作用 ,逐漸聚成行星。
http://resource.smjy.net/staticres/2004/czpd/jxzy/04-05shang/kx/1/07/kb/01/kzzl.htm
地球是太陽系的一顆行星.它的外部被氣體包圍著.地球最初形成時,是一個巨大的火球.隨著溫度的逐漸降低,較重的物質下沉到中心,形成地核;較輕的物質漂浮到地面,冷卻後行成地殼.大約在45億年前,地球的大小就已經和今天相差不多了.原始的地球上既無大氣,又無海洋.在最初的數億年間,由於原始地球的地殼較薄,加上小天體的不斷撞擊,造成地球內熔液不斷上涌,地震與火山噴發就隨處可見.地球內部蘊藏著大量的氣泡,在火山噴發過程中從內部升起形成雲狀的大氣.這些雲中充滿了水蒸氣,然後又通過降雨落回到地面.降雨填滿了窪地,注滿了溝谷,最後積水形成了原始的海洋.到了距今25億~5億年的元古代,地球上出現了大片相連的陸地.地球就形成了.
德國哲學家康德在1755年提出「星雲說」。他根據當時的天文觀測資料,認為宇宙中存在著原始的分散的物質微粒,這些物質微粒產生圍繞中心的旋轉運動,並逐漸向一個平面集中,最後中心物質形成太陽,赤道平面上的物質則形成地球等行星和其他小天體。這個「星雲說」後來漸漸形成了太陽系起源學說的一種流派。
地球的形成,根據星雲理論,地球原星體大約比現在重500倍,直徑大約是現在的2000倍,由於重國的差異,重元素沉入物質,形成厚而重的核心,周圍是輕的物質。當太陽收縮到內部產生反應時,太陽發熱、發光、輻射出大量粒子,這些粒子掃射到地球表面時,把地球表面輕物質「趕跑」。於是地球就剩下那些密度大的,基本上都是固態的物質了。
還有一些假說,也有一定的道理。如有人認為地球是是太陽中甩出來的;有人認為是太陽一顆孿生伴星變成碎塊後,其中有一塊成為地球。這些假說,不像星雲說為大家所接受。
宇宙大爆炸釋放出大量物質和巨大的能量,又不知經歷了多少年代,宇宙還未定型,還沒有星系和行星,更沒有生命;到處都是一片黑暗,氫原子亦尚在虛空;四處散布的密度較大的氣團在不知不決中慢慢變大,氫聚集成比現代的恆星還要大的多的氣團;最後在這些大氣團中點燃了核反應的火炬。第一代星體就這樣產生了,從而照亮了黑沉沉的宇宙空間。核裂變產生了重元素,以及氫燃燒後留下的塵埃,這些正是未來行星和生命形式所需要的原材料。
巨大的星體不久就耗盡了它們貯存的核燃料。在後來發生的大爆炸的震撼下,這些星體又將其大部分物質重新送回到原來形成它們的較稀薄的氣體中。然後,在星體間的濃雲中形成了由多種元素組成的新聚結體,從而產生了新一代的星體。附近較小的聚結體雖然也能變大,但其體積太小,不足以激發核裂變,便朝著行星的方向發展。其中有一個由岩石組成的小星體,那就是早期的地球。
早期的地球在不斷的熔融和凝結過程中釋放出大量的甲烷、氨、水和氫氣,它們被地球捕集而形成原始的大氣和海洋。在陽光的沐浴下,地球逐漸變暖,並產生了風暴和電閃雷鳴。火山爆發、岩漿奔流。這一切過程使原始大氣中的分子碎裂,分子的分裂物重新聚結,逐漸生成日益復雜的物質形式,溶界在原始海洋中。再經過一段時間,海水變成溫暖而又稀疏的液體。在地表上,發生了分子的組合和復雜的化學反應。有一天,偶然出現了一種能以其它分子為原料,復制出與它們自身相同的分子。隨著時間的推移,出現了能更加准確精細地進行自我復制的分子。自然的選擇有利於那些復制能力最強的分子。哪些分子復制的好,哪些分子便增多。由於分子復制的消耗,以及轉化自我復制的有機分子的復雜縮合,原始的海水逐漸變稀了。生命就這樣在不知不覺中慢慢出現了。
宇宙大爆炸釋放出大量物質和巨大的能量,又不知經歷了多少年代,宇宙還未定型,還沒有星系和行星,更沒有生命;到處都是一片黑暗,氫原子亦尚在虛空;四處散布的密度較大的氣團在不知不決中慢慢變大,氫聚集成比現代的恆星還要大的多的氣團;最後在這些大氣團中點燃了核反應的火炬。第一代星體就這樣產生了,從而照亮了黑沉沉的宇宙空間。核裂變產生了重元素,以及氫燃燒後留下的塵埃,這些正是未來行星和生命形式所需要的原材料。
巨大的星體不久就耗盡了它們貯存的核燃料。在後來發生的大爆炸的震撼下,這些星體又將其大部分物質重新送回到原來形成它們的較稀薄的氣體中。然後,在星體間的濃雲中形成了由多種元素組成的新聚結體,從而產生了新一代的星體。附近較小的聚結體雖然也能變大,但其體積太小,不足以激發核裂變,便朝著行星的方向發展。其中有一個由岩石組成的小星體,那就是早期的地球。
早期的地球在不斷的熔融和凝結過程中釋放出大量的甲烷、氨、水和氫氣,它們被地球捕集而形成原始的大氣和海洋。在陽光的沐浴下,地球逐漸變暖,並產生了風暴和電閃雷鳴。火山爆發、岩漿奔流。這一切過程使原始大氣中的分子碎裂,分子的分裂物重新聚結,逐漸生成日益復雜的物質形式,溶界在原始海洋中。再經過一段時間,海水變成溫暖而又稀疏的液體。在地表上,發生了分子的組合和復雜的化學反應。有一天,偶然出現了一種能以其它分子為原料,復制出與它們自身相同的分子。隨著時間的推移,出現了能更加准確精細地進行自我復制的分子。自然的選擇有利於那些復制能力最強的分子。哪些分子復制的好,哪些分子便增多。由於分子復制的消耗,以及轉化自我復制的有機分子的復雜縮合,原始的海水逐漸變稀了。生命就這樣在不知不覺中慢慢出現了。
回答者:343086998 - 秀才 三級 4-30 14:50
原始地球的形成
在地球形成之前,宇宙中有許多小行星繞著太陽轉,這些行星互相撞擊, 形成了原始的地球,當時的地球還是一顆灸熱的大火球,隨著碰撞漸漸減少,地球開始由外往內慢慢冷卻,產生了一層薄薄的硬殼--地殼,這時候地球內部還是呈現熾熱的狀態。地球內部噴出大量氣體,
其中帶著大量的水蒸氣,這些水蒸氣就形成了一圈包圍在地球外圍的大氣層,地球距離太陽的位置不會太近而致使水蒸氣被太陽蒸干,地球本身的大小又有足夠的引力將大氣層拉住,所以地球才會有得天獨厚的大氣環境,
大氣層形成之後就開始降雨,而形成了原始的海洋。
大約在47億年前,宇宙中塵埃聚集,形成了地球及其所在的太陽系的其他星球。當時的空氣中不含有氧氣,而含有很多二氧化碳(碳酸氣體)、氮氣。
最初的地球很小,但不斷有宇宙中的塵埃及小的星體撞擊,體積不斷增大。而且撞擊時能量聚集,溫度不斷上升,最終融化為液體。
不久,星體撞擊的次數減少,地球表面的溫度降低,形成地殼。這就是今天的地表。但是,地球內部的岩漿不斷噴涌,形成大量的火山。火山灰中的水蒸氣冷卻凝結為水,從而形成海洋。
原始地球的形成
在地球形成之前,宇宙中有許多小行星繞著太陽轉,這些行星互相撞擊, 形成了原始的地球,當時的地球還是一顆灸熱的大火球,隨著碰撞漸漸減少,地球開始由外往內慢慢冷卻,產生了一層薄薄的硬殼--地殼,這時候地球內部還是呈現熾熱的狀態。地球內部噴出大量氣體,
其中帶著大量的水蒸氣,這些水蒸氣就形成了一圈包圍在地球外圍的大氣層,地球距離太陽的位置不會太近而致使水蒸氣被太陽蒸干,地球本身的大小又有足夠的引力將大氣層拉住,所以地球才會有得天獨厚的大氣環境,
大氣層形成之後就開始降雨,而形成了原始的海洋。
大約在47億年前,宇宙中塵埃聚集,形成了地球及其所在的太陽系的其他星球。當時的空氣中不含有氧氣,而含有很多二氧化碳(碳酸氣體)、氮氣。
最初的地球很小,但不斷有宇宙中的塵埃及小的星體撞擊,體積不斷增大。而且撞擊時能量聚集,溫度不斷上升,最終融化為液體。
不久,星體撞擊的次數減少,地球表面的溫度降低,形成地殼。這就是今天的地表。但是,地球內部的岩漿不斷噴涌,形成大量的火山。火山灰中的水蒸氣冷卻凝結為水,從而形成海洋。
當我們擁有了較為完整和清晰的太陽系模型後,我們就有可能進一步對地球的形成進行探討。在已掌握的知識基礎上,我們自然不會再認為地球的形成是完全孤立和自發的,因為太陽作為太陽系大家庭的一員已經相當明確了。但是,我們有理由對46 億年前地球及太陽系中其他星體的成因提出質疑。
法國自然科學家喬治·路易斯·布豐沒有依據《聖經》的故事解答這個問題(《聖經》當然沒有任何的科學依據)。這位自然科學家早就認為地球已存在了7.5 萬年了。1749 年,布豐解釋說,包括地球在內的行星和巨大的太陽間存在著「親緣」關系,正如小雞同母雞的關系一樣。也許,他曾想到地球是太陽生出來的。
布豐曾認為太陽與其他巨型的天體產生過碰撞,在碰撞過程中散落下來的碎塊,冷卻下來以後,形成了地球。這種假設很有意思,只是沒有說明其他行星及太陽形成的原因。或許太陽原本就是存在的。
我們需要一個更合理的解釋,在開普勒描繪了太陽系的宏圖後,這個系統的概貌就非常明確了。所有的行星幾乎是在同一平面上運行的(這一套完整的太陽系模型類似於一個巨大的比薩盒),而且是沿著一個方向繞著太陽轉,就像月亮繞著地球旋轉或土星的衛星繞著土星旋轉一樣。另外,這些星球也繞著自己的軸做定向的自轉,太陽亦是如此。天文學家們由此得到啟迪,他們相信,如果太陽系不是來自於同一物體,就不可能呈現出這么多的相似之處。
在研究地球的成因之前,首先要探討太陽是怎樣形成的。這一研究的結論不僅僅用於其他行星上,而且對宇宙間其他星空的形成有參考價值。1611 年是早期望遠鏡試用時期,德國天文學家賽芝·馬呂斯在觀察中發現仙女星座上有一團發亮的朦朧物,我們稱它為仙女座的星雲(星雲是拉丁語,意思是「雲彩」)。1694 年,海更斯(鍾擺的發明人)觀察獵戶星座時也發現了相似的星雲,這就是獵戶座星雲。此後,其他的星雲也被發現了。
人們曾推測,這些發光的星雲是多種灰塵和氣體的組合物,而這些組合物尚未聚合成真正的星體。1755 年德國哲學家埃馬謬洛·康特在他的著作中設想過,所有星體的雛型就是這些星雲,他認為星雲可以靠自身的力量慢慢地聚在一起,並慢慢地開始轉動。當星雲聚集時,中心部分就形成了恆星,外圍的部分就形成了行星。這種設想基本上解釋了行星運行在同一平面上,且公轉和自轉的方向一致的道理。
1798 年,法國天文學家帕瑞·賽芝·德·拉普拉斯很可能不了解卡特以前所做的工作,他在一本著作中描述了同樣的觀點,只是他寫的內容更詳細。他認為星雲在慢慢地收縮,在星雲收縮的過程中,星雲旋轉的速度迅速地加快。其實這個設想並非是拉普拉斯的創舉,收縮只是引力作用的結果而已,在太陽系裡這已是司空見慣的現象,即作功現象。每個滑冰者都曾有這種嘗試。當你在冰面上旋轉時,把胳膊收得越緊,自身旋轉的速度越快。星雲在收縮中,它的旋轉速度越來越快,其中心部位向外凸起並且脫離了原位置。該過程並非虛構,它是離心力作用的結果,這種現象在地球上隨處可見。拉普拉斯設想的那些「脫落」的部分聚集在一起,最後形成了一個行星。此時,稍靠中心的星雲仍在聚集,從而誕生了另一顆行星。這樣繼續下去,一顆顆行星漸漸形成了,它們沿著同一個方向轉了起來。最後在中心區剩下的部分形成了太陽。由於卡特和拉普拉斯是以星雲的收縮理論為依據解釋太陽系形成過程的,所以稱這一假說為「星雲假說」(這一理論未能以充足的理由證明)。
一個世紀以來,天文學家們對「星雲假說」這一理論還是滿意的。遺憾的是,這一理論的不足之處也相繼顯露出來。其原因來自「角動量」這一概念。角動量是度量物體旋轉能力的一個物理量,該物體既有繞自轉軸的轉動,還有繞公轉軸的轉動。木星在繞自己的軸自轉時,也在繞太陽進行公轉。它的角動量是巨型太陽角動量的30 倍,而所有行星角動量的總和是太陽角動量的50 倍。如果太陽系形成初期只是單一的帶有角動量的星雲的話,怎麼會在那麼小的質量上集中了那麼多的角動量,並在釋放之後形成這些行星呢?天文學家沒能在「星雲假說」中找到答案, 於是開始尋求其他的理論了。1900 年,美國科學家托馬斯·卓烏德·章伯倫和弗瑞斯特·雷·摩爾頓在研究中重新拾起布豐的理論。他們認為,在很久很久以前,當另一顆星體經過太陽附近時,在引力的作用下,彼此間各有一部分脫離了它們的母體而形成了新的個體,這些新個體在引力作用下急劇地旋轉,從而獲得大量的角動量。這些個體分離後漸漸冷卻下來,體積也隨之減小,成為固體或是微星,微星在進一步碰撞時形成行星。來自兩顆星體的物質聚集在一起,形成行星家族,這一假設稱為「微星學說」。
上述兩種觀點存在著重要的不同點。如果「星雲說」是正確的,則每個星體都可以形成行星;如果「微星說」是正確的,只有恆星經歷過碰撞後才能有條件形成行星,而恆星間的距離是很遠的,且移動又相當緩慢,與其距離相比,它們之間的碰撞是極為罕見的。於是,兩種觀點的區別在於:「星雲學說」認為許許多多的星系可以形成,而「微星學說」認為只有在極少數的恆星中才能形成星系。
正如事實表明的那樣,「微星說」也是不合理的。1920 年,英國天文學家阿瑟·斯坦萊·愛丁頓指出:太陽內部的溫度比人們想像的要高得多,從太陽上分離下來的物質(或從其他恆星上掉下來的物質)都很熱,以至於它們尚未來得及冷卻形成行星時,就擴散到宇宙空間去了。美國天文學家萊曼·斯皮特澤在1939 年做出了令人信服的展示。
1944 年,德國科學家卡爾·夫蘭垂·克·馮·韋茨薩克重拾「星雲假說」,並將這一理論進一步發展、提高。他認為旋轉的星雲是逐級收縮而形成行星的,首先是第一顆,然後是其他顆依次而成。天文學家們可以把星雲中的電磁作用考慮進去(在拉普拉斯時代,電磁現象還未被發現),以此解釋角動量是以什麼形式由太陽轉移到行星上去的。
順便提一下,由微星形成行星的過程中,地球內部的熱呈何種狀態?微星移動速度非常快,它蘊藏著巨大的動能,在碰撞過程中,運動暫時停止了,於是部分動能變成了熱能,而後又開始運轉形成行星。動能轉換成的熱能相當大,這就是地心溫度達到5000℃的原因。很明顯,星體越大,能量轉化的程度越高,形成行星後的核心溫度越高;同理,星體體積越小,所蘊藏的動能越少,形成行星時核心的溫度就低。可以肯定,月球中心的溫度要低於5000℃,其原因就是它比地球小得多。而木星呢,它比地球大得多,它是這幾顆行星中最大的一顆行星,肯定地講,它核心的溫度要更高一些,有些預測認為木星核心溫度可達5 萬℃。到目前為止,「星雲假說」理論還是令人滿意的。
② 地球什麼時候出現的
准確大約60億年前
③ 地球是咋形成的
當我們擁有了較為完整和清晰的太陽系模型後,我們就有可能進一步對地球的形成進行探討。在已掌握的知識基礎上,我們自然不會再認為地球的形成是完全孤立和自發的,因為太陽作為太陽系大家庭的一員已經相當明確了。但是,我們有理由對46 億年前地球及太陽系中其他星體的成因提出質疑。
法國自然科學家喬治·路易斯·布豐沒有依據《聖經》的故事解答這個問題(《聖經》當然沒有任何的科學依據)。這位自然科學家早就認為地球已存在了7.5 萬年了。1749 年,布豐解釋說,包括地球在內的行星和巨大的太陽間存在著「親緣」關系,正如小雞同母雞的關系一樣。也許,他曾想到地球是太陽生出來的。
布豐曾認為太陽與其他巨型的天體產生過碰撞,在碰撞過程中散落下來的碎塊,冷卻下來以後,形成了地球。這種假設很有意思,只是沒有說明其他行星及太陽形成的原因。或許太陽原本就是存在的。
我們需要一個更合理的解釋,在開普勒描繪了太陽系的宏圖後,這個系統的概貌就非常明確了。所有的行星幾乎是在同一平面上運行的(這一套完整的太陽系模型類似於一個巨大的比薩盒),而且是沿著一個方向繞著太陽轉,就像月亮繞著地球旋轉或土星的衛星繞著土星旋轉一樣。另外,這些星球也繞著自己的軸做定向的自轉,太陽亦是如此。天文學家們由此得到啟迪,他們相信,如果太陽系不是來自於同一物體,就不可能呈現出這么多的相似之處。
在研究地球的成因之前,首先要探討太陽是怎樣形成的。這一研究的結論不僅僅用於其他行星上,而且對宇宙間其他星空的形成有參考價值。1611 年是早期望遠鏡試用時期,德國天文學家賽芝·馬呂斯在觀察中發現仙女星座上有一團發亮的朦朧物,我們稱它為仙女座的星雲(星雲是拉丁語,意思是「雲彩」)。1694 年,海更斯(鍾擺的發明人)觀察獵戶星座時也發現了相似的星雲,這就是獵戶座星雲。此後,其他的星雲也被發現了。
人們曾推測,這些發光的星雲是多種灰塵和氣體的組合物,而這些組合物尚未聚合成真正的星體。1755 年德國哲學家埃馬謬洛·康特在他的著作中設想過,所有星體的雛型就是這些星雲,他認為星雲可以靠自身的力量慢慢地聚在一起,並慢慢地開始轉動。當星雲聚集時,中心部分就形成了恆星,外圍的部分就形成了行星。這種設想基本上解釋了行星運行在同一平面上,且公轉和自轉的方向一致的道理。
1798 年,法國天文學家帕瑞·賽芝·德·拉普拉斯很可能不了解卡特以前所做的工作,他在一本著作中描述了同樣的觀點,只是他寫的內容更詳細。他認為星雲在慢慢地收縮,在星雲收縮的過程中,星雲旋轉的速度迅速地加快。其實這個設想並非是拉普拉斯的創舉,收縮只是引力作用的結果而已,在太陽系裡這已是司空見慣的現象,即作功現象。每個滑冰者都曾有這種嘗試。當你在冰面上旋轉時,把胳膊收得越緊,自身旋轉的速度越快。星雲在收縮中,它的旋轉速度越來越快,其中心部位向外凸起並且脫離了原位置。該過程並非虛構,它是離心力作用的結果,這種現象在地球上隨處可見。拉普拉斯設想的那些「脫落」的部分聚集在一起,最後形成了一個行星。此時,稍靠中心的星雲仍在聚集,從而誕生了另一顆行星。這樣繼續下去,一顆顆行星漸漸形成了,它們沿著同一個方向轉了起來。最後在中心區剩下的部分形成了太陽。由於卡特和拉普拉斯是以星雲的收縮理論為依據解釋太陽系形成過程的,所以稱這一假說為「星雲假說」(這一理論未能以充足的理由證明)。
一個世紀以來,天文學家們對「星雲假說」這一理論還是滿意的。遺憾的是,這一理論的不足之處也相繼顯露出來。其原因來自「角動量」這一概念。角動量是度量物體旋轉能力的一個物理量,該物體既有繞自轉軸的轉動,還有繞公轉軸的轉動。木星在繞自己的軸自轉時,也在繞太陽進行公轉。它的角動量是巨型太陽角動量的30 倍,而所有行星角動量的總和是太陽角動量的50 倍。如果太陽系形成初期只是單一的帶有角動量的星雲的話,怎麼會在那麼小的質量上集中了那麼多的角動量,並在釋放之後形成這些行星呢?天文學家沒能在「星雲假說」中找到答案, 於是開始尋求其他的理論了。1900 年,美國科學家托馬斯·卓烏德·章伯倫和弗瑞斯特·雷·摩爾頓在研究中重新拾起布豐的理論。他們認為,在很久很久以前,當另一顆星體經過太陽附近時,在引力的作用下,彼此間各有一部分脫離了它們的母體而形成了新的個體,這些新個體在引力作用下急劇地旋轉,從而獲得大量的角動量。這些個體分離後漸漸冷卻下來,體積也隨之減小,成為固體或是微星,微星在進一步碰撞時形成行星。來自兩顆星體的物質聚集在一起,形成行星家族,這一假設稱為「微星學說」。
上述兩種觀點存在著重要的不同點。如果「星雲說」是正確的,則每個星體都可以形成行星;如果「微星說」是正確的,只有恆星經歷過碰撞後才能有條件形成行星,而恆星間的距離是很遠的,且移動又相當緩慢,與其距離相比,它們之間的碰撞是極為罕見的。於是,兩種觀點的區別在於:「星雲學說」認為許許多多的星系可以形成,而「微星學說」認為只有在極少數的恆星中才能形成星系。
正如事實表明的那樣,「微星說」也是不合理的。1920 年,英國天文學家阿瑟·斯坦萊·愛丁頓指出:太陽內部的溫度比人們想像的要高得多,從太陽上分離下來的物質(或從其他恆星上掉下來的物質)都很熱,以至於它們尚未來得及冷卻形成行星時,就擴散到宇宙空間去了。美國天文學家萊曼·斯皮特澤在1939 年做出了令人信服的展示。
1944 年,德國科學家卡爾·夫蘭垂·克·馮·韋茨薩克重拾「星雲假說」,並將這一理論進一步發展、提高。他認為旋轉的星雲是逐級收縮而形成行星的,首先是第一顆,然後是其他顆依次而成。天文學家們可以把星雲中的電磁作用考慮進去(在拉普拉斯時代,電磁現象還未被發現),以此解釋角動量是以什麼形式由太陽轉移到行星上去的。
順便提一下,由微星形成行星的過程中,地球內部的熱呈何種狀態?微星移動速度非常快,它蘊藏著巨大的動能,在碰撞過程中,運動暫時停止了,於是部分動能變成了熱能,而後又開始運轉形成行星。動能轉換成的熱能相當大,這就是地心溫度達到5000℃的原因。很明顯,星體越大,能量轉化的程度越高,形成行星後的核心溫度越高;同理,星體體積越小,所蘊藏的動能越少,形成行星時核心的溫度就低。可以肯定,月球中心的溫度要低於5000℃,其原因就是它比地球小得多。而木星呢,它比地球大得多,它是這幾顆行星中最大的一顆行星,肯定地講,它核心的溫度要更高一些,有些預測認為木星核心溫度可達5 萬℃。到目前為止,「星雲假說」理論還是令人滿意的。
在渾沌初開時……科學家無法絕對有把握地接著這句話寫下去。這好比要一個孩子描述自己出生的過程或胎兒的生活一樣難。各種宗教經典有關開天闢地的解說,話說得很牽強,而且各種說法也不盡相同。然而有些說法倒非常接近科學家對地球起源的概念,至少可以說,接近科學家根據古老岩石中所找到的證據而作出的解釋。
我們探索地球起源時,必須同時設法解釋太陽系的起源,因為地球的歷史與地球近鄰的歷史有密切關系。一七五五年,德國哲學家康德發表了一套天體論說,認為太陽系最初是一團浩瀚無邊、由塵與氣形成的冷雲,不停旋轉。今天的天文學家都接受這種說法。他們利用非常強力的現代望遠鏡,看到遙遠星際間漂浮著暗黑的塵雲。這種雲甚至現在看來猶如康德想像中的太陽系旋轉雲。
一七九六年,與康德同時代的法國數學家拉普拉斯把康德的概念又推進一步,解釋太陽系怎樣由這一團雲形成的。拉普拉斯假設,這一大團雲受宇宙力的作用而旋轉,同時受本身物質的引力作用而漸漸收縮。收縮中的雲間歇地向太空散發無數粒子幕,粒子最後凝聚成行星。在此期間,雲團的中心也在本身引力的作用下,收縮成太陽。拉普拉斯的概念雖然可使人折服,可是已被後期發現的基本物理定律所推翻。據這些定律推斷,收縮中的太陽,體積越來越小時,旋轉會越來越快,假如一直維持到今天,太陽自轉的速度就會比目前快得多。
拉普拉斯憑豐富想像力建立的學說,經證明有不少缺點後,天文學家就提出一些其他似乎可認可的說法。其中一種學說假定太陽最先產生,還沒有行星。後來,太空中有另一個星球從太陽附近掠過,把一長條物質扯了出來。掠過的星球繼續飛行,這些物質於是凝聚成太陽系的行星。可惜的是,仔細分析顯示,從太陽扯出的這種熾熱物質會消散掉,不會形成行星。即使在某種未知的過程下凝聚成了行星,運行的軌道也會遠較今日太陽系中的軌道為不規律。另一種學說認為,在太古的宇宙中,太陽有一個孿生伴星,一個掠過的星球與太陽的伴星相撞。在撞擊下產生的碎塊,就可能形成幾顆行星,環繞著留下來的太陽運行。但散布太空的星宿相距那麼遠,這種碰撞極不可能發生。即使真的發生了這種災難,星球爆炸時產生的熾熱和可揮發性物質,似乎也不可能直接形成行星。「偶遇」與「碰撞」兩種學說,也都無法解釋另一現象:很多行星又怎麼會有衛星。
今天,在天文學家、數學家、化學家和物質學家的聯合努力下,已經出現一種新學說,稱為「星雲說」或「原行星說」。這個新假設說為許多似是全然相異的物質怎樣形成的細節,作出統一連貫的解釋,因而多數宇宙論學者已經相信,新假說至少能正確地說明宇宙演化的概況。
「原行星說」重提康德及拉普拉斯的說法,假設目前是太陽系領域的太空中,過去有過一大片氣雲彌漫其間。這種氣是由「宇宙混合物」組成,即宇宙到處都有的氣分子混合物。每一千個原子中,九百個是氫,九十九個是氦,其餘三個原子是較重的元素,例如碳、氧、鐵等。原生雲慢慢開始轉動。旋轉情形大概並不是平穩的,據最近利用射電望遠鏡觀察遙遠太空中類似氣雲所知,天文學家相信在旋轉時必有湍流。事實上,旋轉中的雲看來像一個旋渦,而整個氣團在太空中轉動時,不斷有局部的小渦流出現。中央部分的一個大渦流,比雲團其他部分收縮得較為迅速,形成一個黑暗而密度較大的物體,即「原太陽」。
環繞原太陽的雲團中,在冰冷深處某些氣的原子結合成化合物,例如水和氨。固態的塵晶慢慢結成,鐵和堅硬的矽酸鹽等金屬晶體也是一樣。雲團旋轉時受到引力與離心的作用,逐漸成為巨大的扁平圓盤。假如我們能從遙遠處觀察當時情景,就會看到一個好象轉動中的大唱片的東西,中央那個小洞就是原太陽所在。
在這個轉動的圓盤中,局部渦流繼續出現。有些旋渦必在碰撞時破毀,有些被原太陽逐漸增強的引力弄散。就某種意義來說,每個小渦流都在不停地掙扎圖存。面對這種破壞力,渦流要保持不破不散就得聚集足夠數量的物質,作為本身的重心。在這個旋轉體系內的存亡戰中,有些局部渦旋獲得物質,有些失掉物質。環繞前太陽終於產生了一系列旋轉的圓盤。每個都是一顆原行星。
這些原行星都大得足以在本身引力場內合為一體。每顆行星在太空中環繞太陽運行時,都像一名清道夫,把原來雲團里的剩餘物質掃清。
在這個階段中,原太陽的核心開始熱核聚變,放出大量的能。原太陽也開始發光。初時,間歇地「燃燒」,呈暗紅色。最後成為我們今天看到的金黃色恆星。別忘了原太陽直徑比任何原行星直徑大一百倍左右。原太陽成為恆星而非行星,當然是由於體積有這么巨大的差異。原太陽的強大引力,足以把輕的氫原子吸住,留在內部,觸發熱核聚變。較小的原行星,則不能起這種作用。
然後,在原太陽領域內的某處,出現一團含有冰冷粒子與固體碎塊的旋轉雲,即一種宇宙塵暴,原地球就這樣誕生了。稍後,由於水與冰分子內聚引力作用,這些物質才能凝聚成球狀。原地球沿軌道繞太陽運行時,其引力繼續收集更多物質。地球和其他行星就是這樣在太陽系領域內積聚冷塵的過程中形成的。
在成長中的原地球逐漸熱起來。地球繼續收集新物質,新物質撞及地球時發出的能量產生熱,其中一部分留在地球里。引力作用也使地球凝縮,產生更多熱。地球內部的放射性元素逐漸開始蛻變,成為第三個熱源。經過億萬年後,地球的溫度高得足以使鐵、鎳等重金屬下沉,構成熔融的地核。從地表裂隙逸出的水汽和氣體,構成地球的大氣層,另一個主要熱源——太陽光,這時也會發生作用了。
太陽的輻射這時以全力沖擊地球,破壞了原始大氣中的分子化合物,還把它驅散進入太空中。因此,大氣中的氫和其他輕元素,大部分逃離地球散失了。這個過程終於使宇宙中較重和較稀有的元素密集在一起,而這些元素是構成岩石、植物和人體所不可或缺的。由於億萬年來如氫等許多輕原子逸入了太空,地球此時的質量,比塵雲凝聚為原地球時,約減少了一千倍。
月球的起源至今仍然可算是個謎團。我們確實知道,月球和地球都是在太陽系中同一個太空區域形成的。研究月球的科學家認為,月球是從地球分裂出去麗形成的,或者是那些環繞著地球運行的小粒子積聚而形成的,後者的可能性更大。我們確實知道,月球是一度發生過宇宙大劇變的星球,但是現在已經完全靜止了。進一步從事太空研究後,月球之謎最後必會獲得解答。
地球的歷史發展到這個階段,差不多可以由地質學家著手研究了。地球停止自太空軌道上收集碎物後,表面逐漸冷卻下來,變成固體。岩石外殼形成,陸塊也出現。但是,地球那時還未能維持我們今天所認識的生物;地表還是太熱,不適宜有機體生存,而且大氣中也充滿有毒的甲烷和氨。熔岩從地殼裂罅流出,使藏在地球熔融內部的水蒸氣得以冒出來。事實上,許多地質學家以為,目前各海洋里的水,大部分由這種早期的火山活動帶到地表。這些水原來都是凝於冰塵中的。
地球上的火山活動減緩時,太陽的強烈紫外線輻射,把大氣里的一部分水分子分解成氫原子和氧原子。地球的引力不足以留住在地球。地球大氣演化過程中,雖然釋出一些游離氧,但甲烷和氨等氣體必然仍長期占優勢,因為今天大氣中的游離氧,大部分已知是植物(包括湖泊與海洋里的藻類)光合作用的副產品。
地球繼續散發熱量,逐年冷卻下來,而原太陽也漸漸燃燒,到了我們今天所見的明亮程度。過了不久,地球的大氣冷卻後,使空氣中的水汽凝結成雨點,降回地表。最初,雨點滴在灼熱的地表上,又汽化為嘶嘶的水蒸氣。到後來,地球終於冷卻下來,在地表上蓄水成池。沒多久,冷卻中的大氣開始大量降雨。全球各地的水,可能都是一次長期傾盆大雨時降下的。起伏不平的地殼上,低窪地區逐漸注滿了水,地表上於是出現海洋。
雖然科學家一般都相信,我們居住的地球經歷過上文概述的形成過程,但是無人能斷定確切年代。原地球大概在四十六億年前,發展成現在的大小和形狀。其後可能再過於十五億年,地球上的環境才適宜早期的生物生存。生物的演化,自然是另一回事。這篇文章就是想說明大自然怎樣為生物安排一個生存環境。
這篇文章出自我收藏的一本未解之謎書《世界地理未解之謎全記錄》 冠楠·主編
首先,在大爆炸初期把所有的物質都向四周炸開了。
可能當時的最基本的物質就是氫原子和氫分子。經過了數十億年的積聚形成了,早期的星雲團。星雲團在經過100萬年的時間後,中心就會形成一個密度最大、溫度最高的氣狀圓盤,這個圓盤在自身重力的不斷收縮下,溫度不短升高,大約在1000萬攝氏度時開始發生核聚變反映,這就形成了恆星。
而恆星就是因為在是星雲團一部分時時,中心的壓力過大,導致核聚變發生。核聚變的發生導致了溫度的不斷升高。並且在發生核聚變時,也向外播撒紅外線以及光。光
而在這之前,地球以及太陽系都由同一個星雲團產生的。星雲團是由氫原子和氫分子經過了數十億年的積聚形成,這是早期的星雲團。星雲團在經過100萬年的時間後,中心就會形成一個密度最大、溫度最高的氣狀圓盤,這個圓盤在自身重力的不斷收縮下,溫度不短升高,大約在1000萬攝氏度時開始發生核聚變反映,這就形成了恆星。
而在中心以外的星雲團其他部分也會形成類似該現象,不同的是沒有那麼大的壓力,不足以發生核聚變,但是也會形成一個氣盤;該氣盤會不斷的受到自身的重力的原因不斷的向內收縮(當然了,也是到達一定的程度後停止下來),最後形成了一個有一定密度的星球。這就是行星形成的因素了。
不過,氣盤是怎麼樣形成的呢?我想這也要歸功於大爆炸發生時的力量,這個力量使得全部的物質都在向四周擴散,而在擴散時會發生很多大規模的碰撞。這些碰撞使得氫原子和氫分子積聚成星雲團。當星雲團有一定的質量時就會吸引外面的物質,使得星雲團越來越大,這就讓恆星的形成成了可能。在恆星和行星逐漸形成期間,它們都在互相影響著。當然了,肯定是恆星對行星的影響最為明顯。這使得行星繞恆星運動。
也有種假說是,所有的行星都是由恆星產生的,它們都是恆星在做高速運動時被拋出去的,這也有可能。
我們也可想像的出來,整個的星雲團成為恆星。在理論上也是可以成立的。不過前者比較保險,畢竟當星雲團很大時,出在星雲團會因為距離中心氣盤很遠的緣故,可能會脫離星雲團(我想應該是處在一種臨界狀態,即不會被吸引進中心氣盤,也不會離開星雲團,但是它依然受到中心氣盤的影響,依然是保持自身運動又受到中心氣盤的引力使得行星繞恆星運動)
不過,兩者也都有可能,既是說距離恆星近的是由恆星拋出的,而距離恆星遠的就是自己形成的。
不過,按照地球的距離,很可能地球早期是一塊被太陽高速自轉被拋離出的物體,後逐漸形成行星
④ 星球是怎樣形成的
形成:
在太陽系形成初期,99%以上的物質向中心聚合成為太陽,周圍還有部分散在的物質碎片圍繞著太陽旋轉,經過很長一段時間的碰撞和引力作用,散在的碎片逐漸聚合成了九大行星,但那時的地球只是一團混沌的物質,又經過了幾十萬年,物質逐漸冷卻凝固,形成了地球的初步形態。
再經過幾十萬年,由於地球的引力作用,由地球內部化學反應所產生的氣體噴出後被保存在地球周圍,形成了大氣層,並由氫氣和氧氣化合成了水,再然後經過太陽的能量輻射,地球本身的電場、磁場作用和適宜的生存環境。
在生命的盡頭,恆星也會包含簡並物質。天文學家經由觀測其貫穿間的運動、亮度和光譜,確知一顆恆星的質量、年齡、化學元素的豐度,和許多其它屬性。
(4)海更斯發明了擴展閱讀:
一顆恆星的總質量是恆星演化和決定最終命運的主要因素:恆星在其一生中,包括直徑、溫度和其它特徵,在生命的不同階段都會變化,而恆星周圍的環境會影響其自轉和運動。
恆星都是氣態星球。晴朗無月的夜晚,且無光污染的地區,一般人用肉眼大約可以看到6000多顆恆星,藉助於望遠鏡,則可以看到幾十萬乃至幾百萬顆以上。估計銀河系中的恆星大約有1500-4000億顆,我們所處的太陽系的主星太陽就是一顆恆星。
恆星演化是一個恆星在其生命期內(發光與發熱的期間)的連續變化。生命期則依照星體大小而有所不同。單一恆星的演化並沒有辦法完整觀察,因為這些過程可能過於緩慢以致於難以察覺。因此天文學家利用觀察許多處於不同生命階段的恆星,並以計算機模型模擬恆星的演變。
恆星並非平均分布在星系之中,多數恆星會彼此受引力影響而形成聚星,如雙星、三合星、甚至形成星團等由數萬至數百萬計的恆星組成的恆星集團。當兩顆雙星的軌道非常接近時,其引力作用或會對它們的演化產生重大的影響,例如一顆白矮星從它的伴星獲得吸積盤氣體成為新星。
⑤ 地球怎麼形成的
地球形成開始,溫度較低,並無分層結構,只是由於隕石物質的轟擊,放射性衰變致熱和原始地球的重力收縮,才使地球溫度逐漸增加。隨著溫度的升高,地球內部物質也就具有越來越大的可塑性,且有局部熔融現象。這時,在重力作用下物質分異開始,地球外部較重的物質逐漸下沉,地球內部較輕的物質逐漸上升,一些重的元素(如液態鐵)沉到地球中心,形成一個密度較大的地核(地震波的觀測表明,地球外核是液態的)。物質的對流伴隨著大規模的化學分離,最後地球就逐漸形成現今的地殼、地幔和地核等層次。
在地球演化早期,原始大氣逃逸殆盡。伴隨著物質的重新組合和分化,原先在地球內部的各種氣體通過火山噴發等作用上升到地表成為第二代大氣,後來,因綠色植物的光合作用,進一步發展成為現代大氣。另一方面,地球內部溫度升高,使內部結晶水汽化。隨著地表溫度逐漸下降,氣態水經過凝結、降雨落到地面形成水圈。約在三、四十億年前,地球上開始出現單細胞生命,然後逐步進化為各種各樣的生物,直到人類這樣的高級生物,構成了一個生物圈。