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恒星与行星的密度谁大?

来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:语文作业 时间:2024/05/21 14:10:06
恒星与行星的密度谁大?
恒星密度大
从1755年康德在《自然通史和天体论》中提出太阳系是由同一团原始星云演变而来后,到今天,结合丰富的现代观测资料,运用各种现代科学原理和方法,描写星球演变的“星云说”有了崭新的面貌.相继发现的从弥漫星云—恒星—红巨星—白矮星之间的一系列过渡星体,也初步印证了“星云说”的星球早期演变概念的部分合理性,但“星云说”认为恒星与行星是在同一旋涡中形成的观点日益暴露出弊病来,而星球演变的全过程在白矮星之后仍然还是一段空白.因此,至今还没有一个学说能满意的说明星球的整体特征而获得科学界的共识.
像自然界所有事物一样,星球也有从诞生到衰亡的发展过程.它们之所以有不同的形态,归根结底是由于各星球正处在演变过程中不同的阶段.行星是由恒星演变形成的,而彗星又是由行星演变而来,宇宙中每个星球的演变都要经过——“黑洞”、星云、恒星、红巨星、白矮星、行星、彗星、小行星几个阶段.就像人的一生要度过少年、青年、中年、老年几个阶段,假如以人类个体的生命过程作比喻,那么,“黑洞”恰似襁褓中的婴儿,星云则是幼稚的儿童,恒星相当于精力充沛的青少年,红巨星已是人到中年了,白矮星和行星像年迈的老人,彗星即进入了弥留之际,小行星就是逝后的遗骸.星球既有共同性,又有差异,即使处于同一演变阶段也没有形态完全相同的.如昆虫在它不同的生长阶段各是卵、幼虫、蛹、蛾几种完全不同的形态一样.根据有关天文资料可以对宇宙星球演变的全过程加以推演:
自然界的物质总在不停的分散和集聚,当星系内一个区域的温度值低于这个相对孤立系统的均衡点时,热量就会从高温区向低温区传递,周围物质就会从密度较大的区域向这一密度较小区域汇集,出现一个吸引力大于离心力的区域,在物质流的惯性作用下形成一个由气体和尘埃组成的高速旋转运动的磁场旋涡(即恒星级“黑洞”).恒星级“黑洞”就是星球演变过程的初始阶段,由于它的构成物质是稀薄的气体、尘埃、游离粒子,所以才出现了我们在可见光范围观测不到它的形态而只能在高能射线范围观测到的“奇怪”现象.恒星级“黑洞”产生的能量和引力会吸引更多的物质,形成围绕它旋转的吸积盘,在引力吸积作用下,“黑洞”的质量和引力会逐渐增大,像滚雪球一样越滚越大形成巨大的云雾状星体,星球的胚胎——星云便诞生了.
星云初始本身并不发光,它会被附近恒星发出的光激发成一个发光体而被我们观测到.恒星的形成是在星云中心完成的,星云中的稠密团块比周围物质密度大,因此比周围物质引力要大,物质浓缩区域物质密度会不断增加凝聚成坚固的气团.当星云具备了发生原子核反应的两个必要条件(一是星体达到相当大体积;二是星体中的物质达到一定密度)时,在云团内部密集的气体、尘埃互相碰撞的巨大摩擦作用下,温度升高到几百万摄氏度以上,星云的中心区域(星核)的原子核反应就发生了,从而爆发出巨大能量,演变为光辉耀眼的星球——恒星.
恒星的原子核反应产生的强大磁场和引力,能吸引一些质量相对较小的行星等天体,形成以它为中心的恒星系统.恒星早期是向内吸积物质比向外辐射物质多,能量愈来愈大;到了后期,向外辐射物质比向内吸积物质多,能量愈来愈小.从恒星表面源源不断流向太空深处的能量加速了它的衰亡,最后进入它的暮年——红巨星阶段.
红巨星的重元素比例增大,星球内部原子核反应减弱,能量变小,星球表面温度下降,光线颜色变红,构成物质在离心力作用下向外层膨胀,体积变的非常巨大.红巨星在继续膨胀过程中,内部高温物质会冲破温度较低的外层,以“超新星”爆发的形式抛掉外层物质,形成一片受保留下来的星核照射而发亮的“行星状星云”在空间飘荡.之后弥漫的“雾团”渐渐散去,星核的外层开始逐渐冷却形成固态的外壳,就坍缩成一颗近似地球大小的阴暗幽灵——白矮星.
白矮星是红巨星脱去外壳后裸露出来的内核,仍在进行的原子核反应被包裹在了冷却的固态外壳之中,它的体积大大缩小但相对质量却很大,内部物质密度高,磁场和引力仍很强.由于白矮星表面积小,所以它的亮度像篝火的余烬一样非常暗弱.随着与其它恒星之间相互吸引力和离心力平衡的改变而沦为恒星的卫星——自身不发光的行星.
从白矮星到行星阶段中期是一个星球固态外壳不断膨胀,表层气态、液态物质不断减少的过程.初期的行星,是像木星那样的形态,有人以为木星是气态物质构成的星球,实际上在它厚达1000公里的浓密大气层下,就是那颗正在冷却的白矮星,它的外层大气成分与地球40亿年前的大气成分十分相似.地球处在行星中期阶段,由于温度等适宜条件,行星上会出现生命现象,因为行星内部仍在进行的原子核反应产生的巨大能量会逐渐积聚起很大压力,所以,当外壳承受不住时,内部能量就冲破外壳形成爆发,爆发中大量表层物质散发到宇宙中,熔岩凝结的固态外壳变厚,行星的体积扩大.经过了多次爆发后,就进入像火星那样的行星后期阶段,几亿年前的火星曾是一颗酷似今天地球的行星.
生命在地球上的存在与地球本身的存在一样绝非偶然,只要具备合适的环境,生命的形成就是任何星球都可以做到的简单事情.生命与行星同步进化,它直接源于行星必然会提供的条件,与地球同样的一幕也会在大多数行星表面上演.当行星内部原子核反应基本结束,组成物质的离心力超过它的吸引力时,结构平衡被打破,进入行星的碎裂状态——彗星阶段.
彗星就像行星内部熔炉熄灭后残留的炉渣,是行星碎块(彗核)和气体尘埃(彗发)的结合体,结构非常疏松,稍有风吹草动便四分五裂,所以它们只能处在恒星系统的边缘区域,一旦接近恒星系统中心区域,在恒星的强大引力作用下,彗星分解变化十分明显,最终将完全分散成一群遨游于天际的太空岩石——小行星.
像谷神星一类直径达几百公里,表面还有微弱熔岩喷发的星体,虽然距离小行星阶段只有咫尺之遥,但仍属行星的范畴.只有那些行星、彗星瓦解后的已经冷却的天体碎块,才是真正意义上的小行星.
星球的诞生和死亡此起彼伏,每时每刻既有旧的星球逝去,也有新的星球生成.当星际中分散的物质在快速旋转运动的磁场旋涡(恒星级“黑洞”)吸引下集聚在一起时,一个星球的新一轮演变又开始了,星球家族就是这样循环往复,生生不息.
以上只是对星球演变过程作一个大致的顺序排列,根据这个星球演变排列顺序可以测定各种星球在演变过程中所处的阶段.只有简单的理论才会显现出真理的完美性,探索星球奥秘应从尽可能少的假设出发,概括尽可能多的经验事实,实现科学本质上的简单性,从而结束目前天文学领域里星球研究中的繁杂状态.