星球的形成與演變過程是怎樣的
星球的形成與演變過程是怎樣的
星球由各種物質(zhì)組成的巨型球狀天體，叫做星球。星球有一定的形狀，有自己的運(yùn)行軌道，相信不少的朋友對星球的形成過程很感興趣，以下是由學(xué)習(xí)啦小編整理關(guān)于星球形成的內(nèi)容，希望大家喜歡!
星球的形成與演變
《星球形成演變過程的探討》1755年，德國哲學(xué)家康德在《自然通史和天體論》中提出宇宙星球形成演變過程的“星云假說”之后，隨著時(shí)間的推移，人類觀測到的大量新天體已初步印證了“星云假說”中星球起源于星云的早期演變概念的部分合理性。但星球演變的全過程從白矮星之后卻留下了一段空白。
星空中那些絢麗多彩的云霧狀星云，拖著長尾的彗星，以及和我們息息相關(guān)的太陽、月亮為什么形態(tài)各異，它們相互之間是怎樣演變呢?其實(shí)，像自然界所有事物一樣，星球也有從誕生到衰亡的發(fā)展過程，它們之所以有不同的形態(tài)是由于各星球正處在演變過程中不同的階段，元素的組成比例不同，光譜分析證明星球都是由相同物質(zhì)構(gòu)成的(即元素周期表中110種元素)。
當(dāng)一個(gè)星球主要由氫、氧類化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定的元素構(gòu)成時(shí)，星體的原子核反應(yīng)劇烈，這個(gè)星體即處在星球演變的初期——恒星階段;當(dāng)一個(gè)星體中硅、鐵類化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的元素所占比例變的較大，其原子核反應(yīng)逐漸變?nèi)鯐r(shí)，便處在星球演變的后期——行星階段。行星正是由恒星演變形成的，而彗星、小行星又是由行星演變而來。[color=Blue]宇宙中每個(gè)星球的演變都要經(jīng)過“黑洞”、星云、恒星、紅巨星、白矮星、行星、彗星、小行星幾個(gè)階段[/color]。星球既有共同性，又有差異，即使處于同一演變階段也沒有形態(tài)完全一樣的，如自然界的昆蟲，在它不同的生長階段各是卵、幼蟲、蛹、蛾等完全不同的形態(tài)。
根據(jù)已知的天文資料對宇宙星球的演變過程闡述如下：宇宙由不斷運(yùn)動(dòng)的物質(zhì)組成，星際物質(zhì)曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于方向、速度的差異，會(huì)產(chǎn)生無數(shù)大小不一的磁場旋渦(即恒星級“黑洞”)，當(dāng)恒星級“黑洞”中的物質(zhì)凝聚向一個(gè)方向以極快速度作有序運(yùn)動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生的能量和引力會(huì)吸引宇宙中彌漫的氫、氧類氣體物質(zhì)和硅、鐵類塵埃物質(zhì)，形成圍繞“黑洞”旋轉(zhuǎn)的圓形氣體塵埃環(huán)，最原始的星球——星云便從中誕生了。
星云階段是由稀薄氣體和塵埃凝聚成的呈環(huán)狀或團(tuán)狀的形態(tài)，隨著不斷吸引吞噬周圍物質(zhì)，星云的體積、密度達(dá)到一定臨界值，具備了發(fā)生氫原子核聚變的兩個(gè)重要條件(一是星體達(dá)到相當(dāng)大體積;二是星體中物質(zhì)達(dá)到一定密度)時(shí)，在星球運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的巨大摩擦作用下，星云內(nèi)部物質(zhì)密集的中心區(qū)域(星核)的開始發(fā)生原子核反應(yīng)，從而爆發(fā)出巨大能量，星云就逐步演變成為可以自身發(fā)出強(qiáng)烈光和熱的——恒星。
恒星的體積龐大，原子核反應(yīng)劇烈，能量大、輻射強(qiáng)，具有強(qiáng)大的磁場和引力，能吸引一些質(zhì)量相對較小的天體，形成以它為中心的星系。恒星階段的演變過程起碼要持續(xù)上百億年，太陽就處在恒星演變的中期階段。隨著恒星中氫元素逐漸聚變?yōu)楹朔磻?yīng)較弱的元素氦，恒星的原子核反應(yīng)越來越弱，最后演變成為——紅巨星。
紅巨星的基本特征是：因星球引力減小，組成物質(zhì)向外膨脹，體積變得非常大，但能量和輻射卻比恒星小，紅巨星表層氦、氧元素比例增大，所以發(fā)光發(fā)熱程度比恒星低得多，還沒有形成固態(tài)外殼。當(dāng)紅巨星的表層原子核反應(yīng)逐漸停止，溫度降低到一定程度時(shí)，由于內(nèi)外物質(zhì)結(jié)構(gòu)的不平衡，會(huì)發(fā)生從內(nèi)向外的大爆發(fā)(“超新星”爆發(fā))，星球的表層物質(zhì)散失到太空中后，那些原來在超高溫環(huán)境中呈氣態(tài)和液態(tài)熔點(diǎn)高的硅、鐵類元素，由于溫度降低成為固體狀態(tài)，于是在最先冷卻的星核外層開始形成固態(tài)的外殼，逐漸演變成只有微弱光輻射的——白矮星白矮星由于外殼的冷卻收縮，體積大大縮小(可以縮小幾十萬倍)，巨大能量被壓縮在固態(tài)外殼之中，因此，白矮星雖然體積小但相對質(zhì)量卻很大，磁場和引力都很強(qiáng)。之后隨著與其它星球之間互相吸引力和離心力平衡的改變而淪為恒星的衛(wèi)星——不發(fā)光的行星。
從白矮星到行星階段是一個(gè)星球固態(tài)外殼不斷膨脹，由氫、氧類元素組成的呈氣態(tài)、液態(tài)的表層物質(zhì)不斷減少的過程。行星初期階段是像木星那樣在固體外殼表面有極厚濃密大氣層包圍的形態(tài)。到了像地球這樣的行星中期階段，由于表層溫度繼續(xù)降低，有了液態(tài)水和溫度等適宜條件，行星上會(huì)有生命出現(xiàn)和存在。由于行星內(nèi)部原子核反應(yīng)產(chǎn)生的巨大能量，會(huì)逐漸積聚起很大壓力，所以，每隔一段時(shí)期，在外殼承受不住時(shí)，內(nèi)部能量會(huì)沖破外殼形成大爆發(fā)，大量氫、氧類元素散發(fā)到宇宙中，同時(shí)行星的體積擴(kuò)大，固態(tài)外殼變厚，表層環(huán)境發(fā)生巨變。經(jīng)過了多次大小爆發(fā)后，行星內(nèi)部的核反應(yīng)越來越弱，就進(jìn)入火星那樣的行星后期階段。
現(xiàn)在火星表面雖然有稀薄大氣層，地表還有少量固態(tài)水(白色極冠)存在，但已不具備維持生命的環(huán)境。近幾年的探索發(fā)現(xiàn)火星上有從前的河流痕跡，今后也可能找到曾經(jīng)存在過生命的確鑿證據(jù)。
當(dāng)星球內(nèi)部的原子核反應(yīng)基本結(jié)束，自身吸引力逐步削弱，星球組成物質(zhì)的離心力超過其吸引力時(shí)，平衡被打破，星球便開始四分五裂，直至分解成許多小的碎塊，進(jìn)入星球演變的最后階段，彗星、小行星是這一階段的主要形態(tài)。
彗星由于彗核的吸引力作用可以形成圍繞恒星運(yùn)動(dòng)的組團(tuán)形態(tài)(如哈雷彗星)，最終將完全分散成單個(gè)的大小不等的碎塊天體——小行星。據(jù)觀測，這種碎塊天體在宇宙中大量存在。當(dāng)宇宙中分散的物質(zhì)在星際磁場旋渦(恒星級“黑洞”)吸引下凝聚在一起時(shí)，一個(gè)星球的新一輪演變又開始了。
以上只是按星球演變過程作一個(gè)大致的順序排列，就像把人的一生分為少年、青年、中年、老年幾個(gè)階段一樣，我們根據(jù)這個(gè)排列順序可以探索解釋宇宙中更多的星球奧秘，確定各星球在演變過程中所處的階段，從而結(jié)束宇宙星球研究中孤立雜亂的狀態(tài)，把盲目探索引導(dǎo)到按照規(guī)律去研究的道路上。
星球形成的原因
星球是星系碰撞產(chǎn)生的。
美國加州大學(xué)的科學(xué)家利用超級電腦，證明在一百多億年前的宇宙初期，無數(shù)星球的形成，是來自星系的互相碰撞。
加州大學(xué)的高勒博士解釋說，科學(xué)家使用超級電腦模擬在十億年前宇宙間的大量氣體物質(zhì)的 活動(dòng) ，解釋科學(xué)家觀察到離地球很遠(yuǎn)的星系的資料 ，這些 星系是紅移現(xiàn)象的 ;紅移現(xiàn)象是指星系的光的光譜是向長波長偏 移 ，顯示這星系隨著宇宙膨脹而飛離地球 ，所產(chǎn)生的都卜勒效應(yīng) 。
科學(xué)家發(fā)現(xiàn) ，這些有紅移現(xiàn)象的星系 ，離地球很遠(yuǎn) ，它們的光線 看起來雖然很弱 ，但它們實(shí)在是很光亮的星球 ，而且 ，很多星球 正不斷地形成 。 目前 ，科學(xué)家對紅移星系的解釋有兩種說法 ，其一是指這些星系在巨大的黑暗物質(zhì)光環(huán) ，這些黑暗物質(zhì)的引力將宇 宙氣體吸引到物質(zhì)的中心 ，氣體凝結(jié) ，產(chǎn)生星球 。
第二種說法是細(xì)小星系互相碰撞 ，將宇宙氣體帶到巨大星系的中 心 ，氣體凝結(jié) ，產(chǎn)生星球 ;科學(xué)家從超級電腦計(jì)算的結(jié)果 ，斷定 星球是由星系的碰撞產(chǎn)生的 。
與大自然物質(zhì)生長的規(guī)律一樣，恒星也有生長發(fā)育和衰亡的過程，它們都是由宇宙間的星際氣體物質(zhì)發(fā)育而成，當(dāng)它們衰亡之后又轉(zhuǎn)化為星際氣體。星際氣體在宇宙空間自然地聚集，形成星際分子云，在重力作用下收縮形成氣體圓盤。圓盤中心漸漸孕育出的原始星球，再逐漸發(fā)育成真正的星球，即開始放射光芒的生序星。大約經(jīng)歷1OO億年的漫長歲月后，在恒星的最后階段，恒星膨脹成為紅巨星，最后又轉(zhuǎn)變?yōu)榘装腔蛑凶有?，甚至成為黑洞?/p>
恒星壽命的長短也不一樣，質(zhì)量越大壽命越短;質(zhì)量越小壽命越長。像太陽這類的恒星壽命約1OO億年。
迄今為止，太陽和太陽系的行星等天體已經(jīng)有46億年以上的歷史，所以太陽還有大約5O億年的生命。
星球是圓的原因
恒星：最典型的是太陽，恒星表面的最高溫度可達(dá)到40000～70000℃，最低的也在上千攝氏度。在這種情形下，恒星上固然不存在那些固體、液體狀態(tài)的物質(zhì)，而都是一些氣體狀態(tài)了。氣體擴(kuò)散在各個(gè)方向都是相同的，范圍也是大致相等的，同時(shí)各部分的氣體，都受到了萬有引力的控制。因此在這些力量取得平衡的情況下，它的外表定成了個(gè)圓球形，這就是我們看起來的恒星都是圓形的一個(gè)理由。
行星：本身是不會(huì)發(fā)光發(fā)熱的，它并不是處在氣體狀態(tài)的星體，卻是堅(jiān)硬的固體球。但是它在剛剛成形的時(shí)候，也是一種熾熱的熔化物質(zhì)。因?yàn)樗凶赞D(zhuǎn)，這就把它的形狀變成為球形或扁球形的了。這樣形成的球形，在力學(xué)上稱為“旋轉(zhuǎn)球體”，或“旋轉(zhuǎn)橢球體”。月亮和一些其它行星的衛(wèi)星同樣也是圓形和扁球形狀的。
當(dāng)然，在宇宙中，除了恒星和行星，還有一些星云、小行星以及衛(wèi)星等天體，這些天體并不是圓球形的，而是呈現(xiàn)出不太規(guī)則的形狀，但由于這部分天體的數(shù)量并不多，所以我們平日的大多數(shù)星球是圓形的。
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