星云 太阳系的起源及其各个演化阶段(上)


星云 太阳系的起源及其各个演化阶段(上)
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星云 太阳系的起源及其各个演化阶段(上)

太阳系的起源及其各个演化阶段(上)太阳系的起源是一个关于这个世界的本原问题 , 它从一开始就不是一个纯天文学问题 。 人们为了揭开这个迷 , 曾经历尽艰辛;许多人为此贡献出自己的毕生精力 , 有人甚至献出了生命 。 人类永远不会忘记那些曾经为理解我们这个世界而做出过重大贡献的人们 。 他们有:哥白尼(N.Copernicus)、布鲁诺(G.Bruno)、牛顿(I.Newton)、康德(I.Kant)、托勒密(C.Ptolemaeus)等等 。

太阳系
人类进入到廿十一世纪 。 如果用科学技术进步的脚步来看人类的廿十一世纪 , 人类取得了非常巨大的进步 。 特别是对我们生存着的太阳系 , 我们已经知道得很多很多;我们已经踏上了月球 , 我们也认为我们的使者已经拜访了除冥王星以外所有的大行星 。 在以下文中 , 想用人们基本公认的有关太阳系起源的知识 , 初步给出太阳系演化阶段的自然分段 , 列出各阶段有争议问题的要点 , 并且给出尽可能合理地解释 , 供探讨 。
一、太阳系起源的基本知识
1543年哥白尼在《天体运行论》中提出日心学说后 , 他无畏的科学精神一直鼓励着人们对太阳系的认知和对自然界本原的探索 。
1644年笛卡尔(R.Descartes)在《哲学原理》中认为 , 太阳系是由物质微粒逐渐获得旋涡流式运动 , 而形成太阳、行星及卫星的 。
1745年布封(G.L.L.de.Buffon)在《一般和特殊的自然史》中首次提出灾变说 , 质量巨大的物体 , 如彗星 , 曾与地球碰撞 , 太阳物质飞散太空 , 后来形成地球与其它行星、卫星 。
1755年康德《自然通史与天体理论》提出系统学说 , 星云假说 。 太阳系是一团弥漫星际物质 , 在万有引力作用下聚集而成 。 中心形成太阳 , 由于斥力的增加 , 周边微粒在斥力的作用下 , 形成团块 , 小团块再形成行星、卫星 。
1796年拉普拉斯(P.S.de Laplace)《宇宙体系论》也提出星云说 , 太阳系所有天体是由同一块星云形成 。 原始星云是气态 , 温度很高 , 并且在缓慢自转着 。 而后 , 星云逐渐冷却、收缩;随之自转加快 , 使星云越来越扁 , 当离心力超过向心力 , 便分离出旋转气体环 。 再次重复 , 生成多个气体环 。 最后 , 星云中心形成太阳 , 各环形成行星 。 热的行星同理形成卫星 。
早期的星云说 , 科学界统称康德—拉普拉斯说 , 该学说在十九世纪占据太阳系起源的统治地位 。 由于该学说不能解释行星排列的质量分布问题和太阳系角动量特殊分布问题而遇到了困难 。
因此人们又转向灾变说 。 1900年张伯伦(T.C.Chamberlain)提出新的星子说 , 摩尔顿(F.R.Moulton)发展了这个学说 。 有一颗恒星曾经运动到距离太阳几百千米处 , 使太阳正、背面产生巨大潮汐 , 而抛射出大量物质 , 凝集成小团块质点 , 称为星子 。 星子是行星的胚胎 , 而后聚合成行星和卫星 。 后来还有金斯(J.H.Jeans 1916)提出的“潮汐假说”与以上学说略同 。
关于太阳系起源的假说 , 可以说是种类繁多 。 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 。 归纳起来有以下六个学说的影响最大 。
1、卡米隆(A.G.W.Cameron)学说 。 六十年代以来 , 卡米隆从力学、化学等方面对地球起源进行了认真探讨 , 并用湍流粘滞理论计算了星云盘的演化 。
2、戴文赛学说 。 五十年代提出的一种角动量斥力圆盘理论 。
3、萨夫隆诺夫(В.С.СаФронов)和林忠四郎(C.Hayashi)的学说 。 湍流形成圆盘、环的理论 。
4、普伦蒂斯(A.J.R.Prentice)—新拉普拉斯说 。 冷星云湍流说 。
5、乌尔夫逊(M.M.Wolfson)的浮获说 。 小质量恒星天体相遇灾变说 。
6、阿尔文(H.Alfvén)的电磁说 。 以太阳早期存在强磁场作用的行星形成理论 。
虽然以上理论各具特色 , 但是都没能得到公认 。 令人信服的太阳系起源说必须阐明下列主要问题:1、原始星云的由来和特性 。 2、原始星云或星子的形成过程 。 3、行星的形成过程 。 4、行星轨道的特性:共面性、同向性和近圆性 。 5、提丢斯—波得(Titius-Bode)定则 。 6、太阳系的角动量分布 。 7、三类行星:类地、巨行、远日行星的大小、质量、密度方面的差别 。 8、行星的自转特性 。 9、卫星及环系的形成 。 10、小行星的起源 。 11、彗星的起源 。 12、地-月系统的起源 。

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