宇宙之謎：從宇宙誕生說(shuō)起！
一、宇宙的起源
1〉宇宙幾歲了？
20世紀以前，我們地球人還不知道這個(gè)答案。沒(méi)有人知道宇宙幾歲了。不僅如此，事實(shí)上，我們人類(lèi)以前就幾乎沒(méi)有考慮過(guò)這個(gè)問(wèn)題。我們曾經(jīng)的常識是：宇宙有著(zhù)無(wú)限的過(guò)去和無(wú)限的未來(lái)，而且，宇宙永遠都不會(huì )改變。直到有一天，美國物理學(xué)家George Gamow(出生于烏克蘭）告訴我們，宇宙是有年齡的。該理論的依據，就是美國著(zhù)名天文學(xué)者哈佛發(fā)現的宇宙正在膨脹的現象---如果宇宙正在膨脹，那么遠古時(shí)代的宇宙就應該比現在的宇宙要??！-----那么，在更遠更遠的遠古時(shí)代，宇宙就是一個(gè)壓縮的很小很小的一個(gè)小點(diǎn)兒。那個(gè)點(diǎn)兒，就是宇宙的起源。
Gamow認為，宇宙起源于一個(gè)很小很小的點(diǎn)兒，那個(gè)點(diǎn)兒，可以想象成為一個(gè)超高密度，超高溫度的點(diǎn)兒?，F在我們所知道的宇宙里的所有物質(zhì)以及所有能量，原來(lái)都壓縮在這個(gè)點(diǎn)兒里。而一個(gè)超出我們絕大多數地球人想象的大爆炸，就是這個(gè)宇宙的起源-----這就是我們常常聽(tīng)說(shuō)的宇宙大爆炸了。
當Gamow對外公布了他的宇宙爆炸理論的時(shí)候，并沒(méi)有得到當時(shí)的科學(xué)界的認可，反而受到了很多人的嘲笑。但是，現在這個(gè)理論已經(jīng)成為我們解釋宇宙的誕生，進(jìn)化，以及發(fā)展的最標準的主流理論了。根據這個(gè)理論所提出的觀(guān)點(diǎn)，科學(xué)界推斷出，我們的宇宙大約是在137億年前誕生的。也就是說(shuō)，我們的宇宙，已經(jīng)137億歲了。
（大爆炸想象圖）
（宇宙誕生示意圖）
2〉組成宇宙的物質(zhì)是如何產(chǎn)生的？
我們認為，大爆炸之初，宇宙從極其微小的一個(gè)小點(diǎn)兒急速膨脹到了一個(gè)超級巨大的空間，并且，僅僅用了很少很少的時(shí)間。它從原始的一個(gè)小點(diǎn)兒急速膨脹到直徑為1000萬(wàn)光年的空間，僅僅用了1秒的1000兆分之1的1000兆分之1的1萬(wàn)分之1的時(shí)間。即使用我們地球人常用的一瞬間也很難形容這段時(shí)間的。
宇宙誕生后的三分鐘內，構成宇宙所有我們可以認知的物質(zhì)的元素也都被制造出來(lái)了。過(guò)程如下。
①100萬(wàn)分之1秒之后，電子光子等基本粒子開(kāi)始形成?；玖Ｗ泳褪墙M成物質(zhì)的最小的單位。
②1萬(wàn)分之1秒之后，質(zhì)子中子等開(kāi)始出現。
③1秒鐘之后，由于質(zhì)子和中子的結合，氫的原子核誕生了。
④3分鐘之后，從氫的原子核產(chǎn)生出了氦的原子核。而這個(gè)氫和氦，就是構成宇宙的所有物質(zhì)的本源。
也就是說(shuō)，在宇宙誕生后的3分鐘，構成宇宙世界的材料，就已經(jīng)準備好了。
然后，從原子核到原子的過(guò)程，卻花了整整38萬(wàn)年的時(shí)間！在這漫長(cháng)的38萬(wàn)年的時(shí)間里，原子核以及電子和光子們，就這樣在宇宙間自由亂飛亂撞，所以，光線(xiàn)處于不能直線(xiàn)前進(jìn)的狀態(tài)。
3〉剛剛誕生的宇宙是一個(gè)什么狀態(tài)呢？
由于原子核等基本粒子處于一個(gè)自由亂飛亂撞的無(wú)序狀態(tài)，所以光線(xiàn)不能直線(xiàn)傳播，整個(gè)宇宙是一種不透明的混沌狀態(tài)
宇宙大爆炸之后，隨著(zhù)宇宙的膨脹，其溫度也在下降。在出現了質(zhì)子和中子的1萬(wàn)分之1秒時(shí)，宇宙的溫度是1兆度。在產(chǎn)生了氫的原子核的1秒鐘時(shí)宇宙的溫度就下降到了100億度。
38萬(wàn)年之后，宇宙的溫度降至3000度，電子幾乎全部完成了跟原子核的結合，天空變得通透。宇宙晴朗了！
4〉現在的宇宙多少度了？
經(jīng)過(guò)137億年的持續膨脹，宇宙的溫度已經(jīng)降到很低很低了。但是，還會(huì )持續下降么？會(huì )不會(huì )無(wú)限止地下降呢？實(shí)際上，這是不可能的。為什么呢？在回答這個(gè)問(wèn)題之前，我們先學(xué)習一下關(guān)于溫度的基礎知識。
1〉首先，溫度是怎么產(chǎn)生的？溫度，實(shí)際上就是構成物質(zhì)的分子的運動(dòng)能量，分子越是活動(dòng)激烈，相互之間碰撞越多，溫度就越高。所以，當飛機飛到高空的時(shí)候，由于空氣稀薄，分子之間相互碰撞減少，溫度就會(huì )比地面上要低的多。
2〉溫度有下限。這是為什么呢？那是因為在理想的真空狀態(tài)下，完全沒(méi)有物質(zhì)（分子）存在的空間里，由于不存在分子之間的碰撞，所以也就不會(huì )產(chǎn)生溫度，這個(gè)狀態(tài)，我們稱(chēng)之為絕對零度。用攝氏溫度來(lái)表述的話(huà)，絕對零度就是零下273.15度。
有人曾經(jīng)預言：既然宇宙在誕生的時(shí)候是一個(gè)超高溫的世界，那么，這些熱能就一定還存在。這個(gè)應該存在的余熱被稱(chēng)之為宇宙背景放射。反過(guò)來(lái)說(shuō)，如果我們能夠找到這個(gè)應該存在的余熱的話(huà)，那么，就可以證實(shí)宇宙大爆炸理論的正確性了。
直到1989年，由美國航空航天局NASA發(fā)射的探測衛星COBE才首次觀(guān)測到宇宙背景放射，它的溫度是零下270.425度。比絕對零度高3度。
關(guān)于宇宙背景放射，由于COBE的精度有限，當時(shí)僅僅觀(guān)察到了宇宙的溫度不平均，有的地方略高，有的地方略低的現象。（見(jiàn)下圖）。
2001年，更高性能的觀(guān)測衛星WMAP被發(fā)射升空。它帶給了我們一個(gè)更加令人驚奇的結果----構成宇宙的物質(zhì)以及能量的96%以上，我們居然一無(wú)所知。也就是說(shuō)，宇宙的絕大部分，是由這種我們地球人無(wú)法認知的暗物質(zhì)和暗能量組成。（見(jiàn)下圖）。
宇宙之謎：神奇的天體！
我們所看到的一切來(lái)自宇宙的光芒，全部都是以前的，都是過(guò)去式。這說(shuō)明什么問(wèn)題呢？這說(shuō)明了宇宙實(shí)在是太廣大深邃了。
我們知道，這個(gè)世界上跑得最快的就是光了。在真空中的光速是每秒30萬(wàn)公里，那么，一個(gè)小時(shí)光可以傳播的距離就是10億8千萬(wàn)公里。一光年的距離呢，就是9兆4千億公里了。
比如說(shuō)，作為最明亮的恒星而著(zhù)名的天狼星，距離我們地球8.6光年。如果你的孩子剛上小學(xué)一年級，你帶上他去看星星，他伸著(zhù)手指頭，指著(zhù)天上這顆最亮的恒星興奮地喊：看到星星啦！我看到星星啦！實(shí)際上，這時(shí)他看到的星光，是他出生前天狼星發(fā)出來(lái)的呢（見(jiàn)下圖）。
這么遠？可能有的朋友會(huì )這么驚嘆吧。實(shí)際上，相對于廣闊的宇宙來(lái)說(shuō)，上面我們舉的天狼星以及北斗星的例子，都還是是我們地球的近鄰，因為宇宙實(shí)在是太大了。
那么，我們在地球上可以觀(guān)測到了距離我們最遠的星系是誰(shuí)呢？它是距離我們128.8億光年之遠的IOK-1。它是于2006年被日本生產(chǎn)的昴星望遠鏡所發(fā)現的。
這些在悠久的時(shí)間長(cháng)河里流淌的星光，可能就是讓我們心神蕩漾的原因吧。
2〉正在膨脹中的宇宙內，星系是怎么運動(dòng)的？
美國的天文學(xué)家哈佛發(fā)現，越是距離我們地球越遠的星系，正在以越快的速度遠離我們地球而去。比如說(shuō)，距離我們1億光年遠的星系正在以每秒2200公里的速度離開(kāi)我們，而距離我們2億光年的星系，卻正在以每秒4400公里的速度遠離我們而去。
另外，星系的形狀，會(huì )使我們產(chǎn)生聯(lián)想，會(huì )讓我們認為星系也正在膨脹中。
但是，實(shí)際上星系沒(méi)有膨脹。這有點(diǎn)像烤葡萄面包，面包膨脹了，里面葡萄的相互距離就會(huì )分開(kāi)，但是葡萄本身的大小并沒(méi)有什么變化。
超星系團：
3〉星星們也有壽命么？
天上星星亮晶晶，很是美麗。他們的絕大多數，都是像太陽(yáng)一樣的恒星，正在散發(fā)出巨大的光和熱。另外，他們都是有壽命的，有著(zhù)從誕生到消亡的星生歷程。
按照壽命的長(cháng)短，他們分為兩種類(lèi)型。一個(gè)是個(gè)體較小但是長(cháng)壽型恒星，另一個(gè)是個(gè)體龐大但是短命型恒星。比如說(shuō)，我們的太陽(yáng)就屬于長(cháng)壽型的，它的壽命大約100億年。恒星之所與能夠產(chǎn)生光和熱，是因為內部的氫正在發(fā)生核反應造成的。太陽(yáng)把自己的氫耗盡所需的時(shí)間，大約是100億年。
那么，短命型的恒星是什么樣子的呢？他們的體積一般要比太陽(yáng)大10倍以上。由于體積龐大，內部的核反應程度會(huì )驟然加劇，氫的消耗量也要大得多。一般來(lái)說(shuō)，這樣的恒星的壽命，也就幾千萬(wàn)年而已。是太陽(yáng)的數百甚至是1000分之1的壽命。
所以說(shuō)，決定恒星壽命的最重要的因素，就是他的質(zhì)量。質(zhì)量越小，它的壽命也就會(huì )越長(cháng)。
相信大家都聽(tīng)說(shuō)過(guò)佛教的輪回之說(shuō)吧？就是說(shuō)人有生有死，人死后會(huì )投胎轉世。好人死后會(huì )投胎轉到好人家，下輩子就不會(huì )受苦了。壞人下輩子投胎就難說(shuō)了，也可能變豬變雞被人吃，也可能變牛變馬做苦力，好一點(diǎn)的投胎到窮人家受苦。等等等等，不一而足。
這些說(shuō)法，愿不愿意相信，是大家的自由，就不在這里討論了。這里想說(shuō)的是，這種說(shuō)法，倒是跟恒星的轉世輪回極為相似，讓人大跌眼鏡！
首先，即將壽終正寢的恒星，會(huì )變成什么樣子呢？
它的中心會(huì )開(kāi)始收縮，而外部則開(kāi)始膨脹。膨脹的結果呢？會(huì )產(chǎn)生兩種結果。
①個(gè)體較小的恒星（比如說(shuō)太陽(yáng)）會(huì )變成紅巨星。
②個(gè)體龐大的恒星（比如說(shuō)比太陽(yáng)大10倍的恒星）會(huì )變成超紅巨星。
紅巨星會(huì )一邊慢慢放出氣體，一邊逐漸萎縮成很小的白矮星。而超紅巨星呢，由于釋放出的氣體多而會(huì )發(fā)生大爆炸-----也就是我們常聽(tīng)說(shuō)的超新星爆炸。這種爆炸的結果，會(huì )使得芯的部分變成黑洞或者中子星。
到這里，就是一個(gè)恒星的終結了。但是同時(shí)，也是它投胎轉世的開(kāi)始。
紅巨星以及超紅巨星向宇宙里釋放出的氣體，含有大量的氧，氮，碳，鐵等物質(zhì)，這些都是組成一顆新的星體所必需的原料。
說(shuō)道這里，我來(lái)跟大家解釋一下，為什么我們把超紅巨星終結時(shí)的大爆炸稱(chēng)作超新星爆炸呢？明明是終結了，卻稱(chēng)之為新！這是因為在古代，我們人類(lèi)就曾用肉眼觀(guān)看到了這種爆炸現象，在以前沒(méi)有星星的地方，看到了一個(gè)明亮的星點(diǎn)。在當時(shí)的地球人看來(lái)，似乎產(chǎn)生了一個(gè)新的星星，所以稱(chēng)之為超新星。另外，這個(gè)現象，實(shí)際上也是一個(gè)新的星體產(chǎn)生的前期準備階段，從這個(gè)意義上來(lái)說(shuō)，稱(chēng)之為超新星在某種意義上也是可以說(shuō)的通的。
我們來(lái)看看距離我們地球8000光年的一個(gè)即將開(kāi)始超新星爆炸的NGC3372的Eta Carina星，這個(gè)星體的質(zhì)量是太陽(yáng)的數十倍，19世紀就已經(jīng)記錄到了它的光度變化，考慮到8000萬(wàn)光年的距離，可以認為它已經(jīng)成一個(gè)黑洞了。
組成新的星體的原料，就是壽命終結后的星體向宇宙中釋放出的元素（氧，氮，碳，鐵等等）。這些元素在巨大的引力的作用下匯聚到一起，形成一種類(lèi)似云狀的形式，我們稱(chēng)之為星云。
星云形成的過(guò)程中，由于匯聚了大量的元素，在引力的作用下會(huì )吸引更多的元素匯集，這樣就會(huì )在星云的內部產(chǎn)生熱能，當中心溫度超過(guò)100萬(wàn)度的時(shí)候，就會(huì )引發(fā)核反應，不久就會(huì )生成恒星。越是體積龐大的星云，就越會(huì )產(chǎn)生出更多的恒星，甚至星團，散發(fā)出光和熱，照耀宇宙。
我們來(lái)舉幾個(gè)有名的例子吧。
喜歡天文攝影的朋友肯定都知道馬頭星云。
那是因為它的形狀非常像一匹馬的頭。
還有著(zhù)名的M78星云。
大量的恒星，就在這樣的星云的內部，已經(jīng)或者正在被制造出來(lái)。每當我們抬頭仰望星空，看到那些星云，想象著(zhù)在那些個(gè)超級巨大的（直徑約數十光年）星云媽媽的肚皮里，一顆顆太陽(yáng)以及太陽(yáng)的密集團塊正在產(chǎn)生，那是何等壯觀(guān)的奇景??！
5〉令人瞠目結舌的大塊頭！
我們知道了超新星爆炸會(huì )產(chǎn)生出星間云，而星云會(huì )孕育出恒星。而這些恒星中，有的尺寸會(huì )大到讓我們地球人瞠目結舌。
太陽(yáng)的直徑是140萬(wàn)公里（大約是地球直徑的109倍），是宇宙中極其普通的一個(gè)恒星。而位于獵戶(hù)座左肩的參宿四（見(jiàn)下圖內紅圈）就要比太陽(yáng)大的多了。
而跟大犬座的天狼星相比，就會(huì )覺(jué)得上面幾個(gè)都是小弟弟了。
它的直徑是太陽(yáng)的2100倍！
除了天體的個(gè)頭大小讓我們地球人瞠目結舌，還有天體的溫度，也遠超出了我們地球人的想象。
船尾座的naosu星，其表面溫度高達4萬(wàn)2千度以上，是太陽(yáng)的7倍。
跟我們自己所處的銀河系一樣，宇宙里還有無(wú)數的這樣的星系，這些星系是怎么誕生出來(lái)的呢？
之前，有很多種假設和推論，但是根據最近對宇宙觀(guān)測的結果，最令人信服的理論應該是Bottom Up學(xué)說(shuō)-------首先，星星們由于相互引力的作用而慢慢聚集到一起，形成星團，然后星團們相互吸引聚集，形成了規模比較小的星系。然后，小星系們相互沖突，合體，而成比較大的星系，然后，再相互吸引匯集，沖撞合體，再形成更大的星系.......這就是Bottom Up理論。
之前，還曾經(jīng)出現過(guò)所謂的Top Down理論，也就是跟Bottom Up理論剛好相反的推論-------巨大的星間云分裂后形成了很多星系。
但是，最近的宇宙觀(guān)測的結果，明顯支持了Bottom Up理論。最初形成的星系在135億年以前，而星系內部存在大量的星團（疏散星團和球狀星團）。比如說(shuō)在我們自己的銀河系內，就有超過(guò)1000個(gè)的星團被發(fā)現了。另外，我們還觀(guān)測到了星系們正在接近，沖撞，合體等等現象，這些都間接支持了Bottom Up理論的正確性。
疏散星團（見(jiàn)下圖）。
7〉如果星系相互沖撞了，星星們會(huì )怎么樣？
距離我們銀河230萬(wàn)光年的仙女座星系，現在正在以每秒134公里的速度向我們逼近！然后，最終我們會(huì )遇到下面的場(chǎng)景。
有人可能會(huì )笑，可能么？那么就看看下面的照片吧。
那怎么辦？那么到時(shí)候會(huì )不會(huì )有大量的巨大隕石和恒星沖撞我們的地球么？那不是太可怕了？
實(shí)際上，這樣的擔心是沒(méi)有必要的。星系發(fā)生沖撞后，會(huì )產(chǎn)生什么后果呢？首先，由于受到?jīng)_產(chǎn)生的壓力和引力的改變和增大，星系內部的各種氣體，灰塵等元素受到壓縮，星間云內部溫度提高，會(huì )產(chǎn)生出更多的星體。而星體和星體之間發(fā)生沖撞的幾率卻是非常的低。那是因為星體之間的距離實(shí)際上是非常遙遠的（相對于星體的個(gè)頭而言）。發(fā)生沖撞后的星系，是一個(gè)1加1大于2的結果，因為沖撞會(huì )增加或者說(shuō)加快恒星的誕生。
如果上面的解釋還是不能讓你安心，還是覺(jué)得沖撞太危險了。對于這樣的朋友，我有一個(gè)腦筋急轉彎問(wèn)題，可以解除你的煩惱。如下。
問(wèn)：青春痘長(cháng)在什么部位不讓你擔心？
答：長(cháng)在別人臉上不讓我擔心。
呵呵，那個(gè)正在以每秒135公里急速向我們的銀河系撲來(lái)的仙女座大星系，估計需要30億年才可以碰到銀河哦。
我們來(lái)看看正在發(fā)生沖撞的IC2163和NGC2207，這兩個(gè)星系合并成一個(gè)星系，估計也還需要數十億年的時(shí)間。
8〉星系的形狀
通過(guò)對宇宙的觀(guān)察，我們總結了宇宙中常見(jiàn)的星系的形狀。它們一共有4種，分別是。
渦卷星系（見(jiàn)下圖）。
橢圓星系（見(jiàn)下圖）。
9〉宇宙里面大概有多少顆星星？
要想著(zhù)到宇宙里有多少顆星星的話(huà)，估計只有去問(wèn)上帝他老人家了。要想讓地球人回答這個(gè)問(wèn)題實(shí)在有點(diǎn)兒困難。但是，按照我們地球人目前掌握的技術(shù)來(lái)推算出宇宙里大概有多少顆星星（恒星）的話(huà)，還是可能的。
下面這張照片，是哈勃望遠鏡拍下的。
宇宙之謎：太陽(yáng)系，我們的家園！ 1〉太陽(yáng)系在銀河系的什么位置？ 我們的家園----地球，是屬于太陽(yáng)系里的天體，那么，太陽(yáng)系的位置呢？它在銀河系里什么地方呢？ 我們知道，銀河系是一個(gè)中心膨脹鼓起來(lái)的圓盤(pán)狀，直徑大約10萬(wàn)光年，而太陽(yáng)系就在距離銀河系中心2萬(wàn)8千光年的地方。（見(jiàn)下圖） 2〉太陽(yáng)系是如何誕生的？ 太陽(yáng)系的誕生，被認為是距今46億年前的事情了。也就是說(shuō)，在宇宙誕生了90億年之后，太陽(yáng)系誕生了。產(chǎn)生太陽(yáng)系的原料，就是漂浮在宇宙中的氣體和塵粒的團塊。 在宇宙中，那些氣體和塵粒特別集中的領(lǐng)域，被稱(chēng)為星云。前面已經(jīng)論述過(guò)了的，星云是產(chǎn)生新的星體的場(chǎng)所。而太陽(yáng)系也是由星云產(chǎn)生的。 大約46億年前，在宇宙某個(gè)角落的星云的內部，氣體以及塵粒們在自身重力的作用下，一邊旋轉一邊向中心匯集了。那個(gè)中心，就是太陽(yáng)系的核，原始的太陽(yáng)就在這里誕生。而在它周?chē)剞D的氣體等，在回轉的離心力的作用下，慢慢變得扁平，這就是原始太陽(yáng)系圓盤(pán)。 這個(gè)圓盤(pán)主要是由氫和氦組成，只有大約1%的成分是塵粒。這些塵粒，在引力的作用下經(jīng)過(guò)反復的相互碰撞，合體，而成為比較大的一點(diǎn)兒的團塊，直徑大約10公里吧。被稱(chēng)為是最雛形的行星?；蛘呓行行菍殞氁残?。 在原始太陽(yáng)系圓盤(pán)里，這些數量龐大的行星寶寶們，經(jīng)過(guò)數千萬(wàn)年的相互碰撞，合體，最后形成了太陽(yáng)系里現在的行星，小行星以及矮行星，衛星等等。 另外，圓盤(pán)里的氣體團塊，也逐漸聚集，剩下的就成為了那些固體行星的組成部分了。慢慢的，經(jīng)過(guò)了數億年的時(shí)間，太陽(yáng)系的空間開(kāi)始晴朗，氣體的團塊也聚集并且安定下來(lái)，大型的沖撞現象也漸漸消失了。 這樣，由占據整個(gè)太陽(yáng)系質(zhì)量的99.9%的太陽(yáng)和剩下的0.1%質(zhì)量的行星們，共同筑成了太陽(yáng)系。 3〉行星的公轉方向為什么都一樣？ 我們知道，太陽(yáng)系里的8大行星，幾乎都在同樣一個(gè)平面上（雖然小小有些傾斜），按照相同的反時(shí)針?lè )较?，環(huán)繞太陽(yáng)進(jìn)行公轉。這是為什么呢？實(shí)際上，明白了上面所解釋的太陽(yáng)系誕生的過(guò)程，就不難理解這種現象了。 原始的太陽(yáng)成形之后，在其強大的引力的作用下，在原始太陽(yáng)周?chē)膲m粒以及氣體開(kāi)始聚集。它們最初并沒(méi)有按照相同的方向旋轉，其運動(dòng)是散亂無(wú)規則的，后來(lái)在長(cháng)時(shí)間的反復的相互沖撞，合體，相互抵消運動(dòng)的動(dòng)能。這種現象反反復復的最后，就形成了現在的太陽(yáng)系全體向著(zhù)同一個(gè)方向公轉的樣子了。 水星的軌道大概傾斜了7度，其他幾個(gè)行星的軌道大都在3度的范圍內。超出了這個(gè)范圍的星體，變化就大了。冥王星的軌道傾斜了大約17度，Ellis大約傾斜了44度，彗星就更離譜了，哈雷彗星不但軌道跟太陽(yáng)系平面大大傾斜，居然還是順時(shí)針公轉的。 4〉太陽(yáng)是如何發(fā)出熱量的？ 還記得小時(shí)候常常聽(tīng)到的太陽(yáng)在燃燒等等的說(shuō)法，實(shí)際上這是不正確的。 所謂燃燒，是可燃物質(zhì)經(jīng)過(guò)跟空氣中的氧氣發(fā)生反應，產(chǎn)生光和熱的一種化學(xué)反應現象。 而宇宙是一個(gè)幾乎真空的狀態(tài)，沒(méi)有辦法給燃燒提供所需的氧氣。太陽(yáng)之所以可以產(chǎn)生如此龐大的光和熱，是因為在太陽(yáng)的中心部所發(fā)生的熱核反應所致?，F在的太陽(yáng)，主要是由氫和氦組成的（其中氫占據75%，氦占22%），氫是太陽(yáng)巨大能源的根本。1克氫的熱核反應所產(chǎn)生的熱量，可以把1000噸的水在一瞬間蒸發(fā)！那么，在太陽(yáng)的中心正在發(fā)生著(zhù)什么呢？在太陽(yáng)的中心，每秒鐘參與熱核反應的氫多達5億4600萬(wàn)噸！想想看，這是一個(gè)什么概念??！ 在太陽(yáng)的中心所產(chǎn)生的能量，傳遞到太陽(yáng)的表面，需要多長(cháng)時(shí)間呢？------200萬(wàn)年?。ㄒ?jiàn)下圖） 如上圖所示。在太陽(yáng)中心產(chǎn)生的熱量（也有說(shuō)1500萬(wàn)度），經(jīng)過(guò)了200萬(wàn)年的時(shí)間，在穿透了放射層和對流層之后，最終傳遞到太陽(yáng)表面時(shí)，就只有6000度了。 我們現在地球人感覺(jué)到的太陽(yáng)光芒所帶來(lái)的熱量，卻原來(lái)是200萬(wàn)年前就已經(jīng)在太陽(yáng)的中心核產(chǎn)生了??！宇宙的巨大和神奇，由此可見(jiàn)一斑。 5〉什么是太陽(yáng)風(fēng)？ 相信有很多朋友都看過(guò)尼古拉凱奇主演的《先知》。 現在我們來(lái)說(shuō)說(shuō)什么是太陽(yáng)風(fēng)，它真的有那么可怕么？首先，它并不是像空氣流動(dòng)一樣的風(fēng)，它是從太陽(yáng)發(fā)出的等離子的粒子，是氫和氦在太陽(yáng)的熱量的作用下被分解，離子化的產(chǎn)物。 產(chǎn)生太陽(yáng)風(fēng)的場(chǎng)所，是一層包裹著(zhù)太陽(yáng)的氣體層-----日冕的外緣。它以每秒數百公里的速度放射出太陽(yáng)風(fēng)，并且在數天的時(shí)間內到達地球。它的來(lái)勢非常兇猛，一般被認為可以到達離開(kāi)太陽(yáng)100億公里的范圍。 實(shí)際上，太陽(yáng)風(fēng)之所以可怕，主要是因為它含有對生命體有害的放射線(xiàn)。我們地球上的生物之所以沒(méi)有受到放射線(xiàn)的傷害，這要歸功于地球磁力的保護。請看下圖。 當太陽(yáng)表面發(fā)生類(lèi)似噴射似的大爆發(fā)現象的時(shí)候（請看下圖）。 由于太陽(yáng)風(fēng)來(lái)勢兇猛，會(huì )跟地球的磁力線(xiàn)發(fā)生猛烈碰撞，這個(gè)時(shí)候，在地球的極地就更容易觀(guān)看到美麗的極光了。 過(guò)于強烈的太陽(yáng)風(fēng)沖擊地球，會(huì )造成地球磁場(chǎng)的混亂，給依賴(lài)無(wú)線(xiàn)傳播信號的設備（手機，電腦等）運行帶來(lái)困擾，最可怕的是還可能給飛機的操縱帶來(lái)影響。 6〉行星----從Planet的語(yǔ)源說(shuō)起 行星的英語(yǔ)是Planet，它的語(yǔ)源來(lái)自希臘語(yǔ)，意思是彷徨者，也就是毫無(wú)目的的遛彎兒的人，溜溜達達，不知道它要去哪里。行星的日本語(yǔ)是惑星，惑就是迷惑，迷茫的意思。中國話(huà)就更加直白了----行星！行星是相對于恒星而言的，恒星之所以被稱(chēng)為恒星，是因為它在天上的相對位置是固定的。而行星呢？請看下圖，是2008年底到2009年初的金星的位置變化圖（下午日落后30分鐘）。 再看看其他幾個(gè)行星的運行軌道。如下。 由于行星們圍繞太陽(yáng)公轉，首先，它們距離地球很近（相對于其他恒星而言），然后由于公轉和地球的自轉，我們在地球上看到的行星位置是來(lái)來(lái)回回變化的。而恒星們距離地球都很遠（距離地球最近的恒星也有4光年之遙），就像我們坐在火車(chē)里觀(guān)看窗外的景物，越是近處的景物就會(huì )很快閃過(guò)，而遠處景物的移動(dòng)速度就會(huì )變得很緩慢。所以說(shuō)，并不是恒星們不動(dòng)，而是相對于地球來(lái)說(shuō)太遠了,所以我們很難觀(guān)察到它們的移動(dòng)。 7〉太陽(yáng)系里的衛星 什么是衛星？衛星就是圍繞著(zhù)行星們公轉的天體。比如說(shuō)，月球就是地球的衛星。 到目前為止，我們知道，太陽(yáng)系8大行星里，有6個(gè)行星擁有自己的衛星。水星和金星沒(méi)有衛星，地球有一個(gè)衛星----月球，火星有兩個(gè)衛星，木星有63個(gè)，土星最多，擁有64個(gè)衛星，海王星有13個(gè)，天王星有27個(gè)。另外，矮行星們也有自己的衛星。冥王星有3個(gè)，Ellis有1個(gè)，等等。順便說(shuō)一下，百度上對于衛星數量的回答有很多種，大多數都不正確，可能是數據來(lái)源年代久遠的原因吧？ 最早發(fā)現木星擁有衛星的是伽利略，1610年1月，他發(fā)現了木星的最亮4顆衛星，并被后人命名為伽利略衛星。它們環(huán)繞在離木星40～190萬(wàn)千米的軌道帶上，由內而外依次為木衛一、木衛二、木衛三、木衛四。 土星的衛星大小很不平均，從直徑數公里的小型衛星，到Titan那樣的直徑5150公里的巨大衛星，不僅尺寸繁多，外觀(guān)也是種類(lèi)齊全。比如說(shuō)平均直徑226公里的鐵牛星Hyperion（見(jiàn)下圖）?？雌饋?lái)像塊太湖石，或者說(shuō)像個(gè)蜂窩。 還有其他各種各樣的外形（見(jiàn)下圖）。 土星的最大衛星----Titan，是太陽(yáng)系里的第二大衛星（最大的是木衛3），也是最讓地球人關(guān)注的一顆太陽(yáng)系內的星體之一。它的大氣壓是約1.6個(gè)氣壓，大氣層的主要成分是氮。地球誕生之初的大氣主要成分是二氧化碳，隨著(zhù)生命的誕生，在細菌和植物的作用下大氣的主要成分發(fā)生了變化，形成了氮以及氧氣。因此很多科學(xué)家推論Titan上有生命的存在。但是最近這種生命存在說(shuō)在被各種證據逐漸推翻，使得我們在太陽(yáng)系內發(fā)現地球外生命的可能性變得更加渺茫了。 8〉就連哥白尼也沒(méi)有發(fā)現的行星----水星 水星是太陽(yáng)系8個(gè)行星中距離太陽(yáng)最近的，由于受到太陽(yáng)光芒的影響，非常難以觀(guān)察得到。據說(shuō)就連第一個(gè)提出地動(dòng)說(shuō)（地球圍繞太陽(yáng)公轉之說(shuō)）的哥白尼，也沒(méi)有看到過(guò)水星。 由于距離太陽(yáng)太近（5790萬(wàn)公里），另外表面沒(méi)有大氣層的原因，水星表面晝夜的溫差非常巨大。被陽(yáng)光直接照射的地區溫度高達430度，而陰影的地區卻只有零下170度。當然，這還跟水星的自轉速度慢也有關(guān)系。水星的自轉一周相當于地球上的59天，59天的連續近距離受陽(yáng)光照射，以及59天連續的陰暗，也是造成水星表面晝夜溫差大的原因之一。 除了自轉很慢之外，水星的另外一個(gè)特點(diǎn)就是公轉很快！水星的直徑只有4880Km，距離太陽(yáng)的平均距離為5790萬(wàn)Km。這么小的相對體積，這么近的距日距離。按照一般的想象，早就應該在太陽(yáng)的引力的作用下被太陽(yáng)吞吃掉了。它是靠什么逃脫掉被吞吃的命運的呢？靠的是它的公轉速度！ 水星以每秒鐘47.4公里的速度圍繞太陽(yáng)旋轉（每小時(shí)17萬(wàn)公里），靠著(zhù)由此產(chǎn)生的強大的離心力而逃脫了太陽(yáng)引力的抓捕！ 水星的主要數據： 到太陽(yáng)的平均距離：5790萬(wàn)公里 公轉周期：87.969日 半徑：2440公里 相對地球質(zhì)量的倍數：0.055 自轉周期：58.65日 衛星數量：0 密度：5.43 相對地球的赤道重量倍數：0.38 相對于地球的體積倍數：0.056 9〉太陽(yáng)系內唯一的一個(gè)反方向自傳的行星-----金星 金星是由于是最明亮的行星而聞名。另外，由于它的大小以及成分，都跟地球及其相似，因此被稱(chēng)為地球的雙胞胎弟弟。 我們的這位雙胞胎弟弟，實(shí)際上卻跟地球有著(zhù)很大的區別。它的大氣層由二氧化碳以及劇毒的硫酸組成，由于溫室效應的作用，其表面約500度，氣壓是地球的90倍。是一個(gè)生物無(wú)法生存的殘酷的環(huán)境。 金星有一個(gè)很大的特點(diǎn)，那就是如果你從金星北極向下看的話(huà)，會(huì )發(fā)現金星是順時(shí)針?lè )较蛐D自轉的。而太陽(yáng)系里包括地球在內的其他行星，都是反時(shí)針?lè )较蜃赞D的。 金星的主要數據： 離太陽(yáng)的平均距離 ：1億820萬(wàn)公里 公轉周期 ：224.7日 公轉速度 ：35.02公里/秒 半徑 ：6052公里 相對地球的質(zhì)量倍數 ：0.815 自轉周期 ：243.02日 衛星數量 ：0 密度： 5.24 相對地球的赤道重力倍數 ：0.91 相對地球的體積倍數 ：0.857 10〉火星----曾經(jīng)擁有大量的水資源的行星 很久以來(lái)，眾多的科學(xué)家們一直在試圖找到其他星球上有水存在的證據，水是生命之源，如果在其他行星上找到了水，那么就有可能發(fā)現某種形式生命體。 現在我們已經(jīng)知道，火星的表面曾經(jīng)有過(guò)大量的水資源?；鹦潜砻嬷两襁€殘留著(zhù)類(lèi)似河流的痕跡。 另外，在被稱(chēng)為極冠的北極以及南極附近，也發(fā)現了大量的冰（實(shí)際上那是冰態(tài)的二氧化碳，也就是干冰）。 曾經(jīng)有科學(xué)家推論說(shuō)，有二氧化碳的存在，那么也可能有很稀薄的大氣以及四季的變化，甚至還有某種形式的生命體的存在的可能。 說(shuō)到這個(gè)話(huà)題，順便提一下，最近一個(gè)被推測有水的存在的星體------木衛二。這顆比月球稍小一點(diǎn)兒的衛星，表面覆蓋著(zhù)冰狀層，而冰層的下面極有可能存在豐富的水資源-----海洋！ NASA計劃2015年發(fā)射無(wú)人探查機。 2035年發(fā)射無(wú)人著(zhù)陸機上木衛二進(jìn)行探查。如果那些不是干冰或者沼氣，而下面真的有液態(tài)的水的話(huà)，那么，存在生物活動(dòng)的可能性就非常大。 呵呵，話(huà)題扯遠了?，F在我們還是回到關(guān)于火星的話(huà)題。 火星的主要資料如下。 到太陽(yáng)的平均距離 2億2790萬(wàn)公里 公轉周期 686.98天 公轉速度 每秒24.08公里 直徑 6792公里 相對于地球的質(zhì)量 0.1074 衛星數量 2個(gè) 密度 3.93 相對于地球的體積 0.151 11〉正刮著(zhù)超級龍卷風(fēng)的行星------木星 我們知道，木星是太陽(yáng)系里最大的一顆行星。它的直徑約14.3萬(wàn)公里，是地球的11倍，質(zhì)量是地球的320倍，擁有63顆衛星。主要組成成分是氫和氦，是一個(gè)氣態(tài)的球體。由于它的成分跟太陽(yáng)十分相似，又被稱(chēng)為差點(diǎn)變成第二個(gè)太陽(yáng)的行星。 說(shuō)到木星的特征，大家都知道，就是它表面的茶褐色以及白色的條紋了。這些條紋實(shí)際上是冰態(tài)氨的云，但是為什么會(huì )有茶褐色和白色的區別呢？到現在還沒(méi)有找到答案，我們只是知道，茶褐色的云跟白色的云的氣流方向正好相反。 另外一個(gè)顯著(zhù)的特征，就是在木星南半球出現的大紅斑了。這個(gè)大紅斑長(cháng)2.4萬(wàn)公里，寬1.3萬(wàn)公里，每6天一周，沿反時(shí)針?lè )较蛟谀拘潜砻嫘D。它實(shí)際上是一個(gè)可以吞噬下整個(gè)地球的超級巨大的龍卷風(fēng)。 木星的主要數據資料如下。 到太陽(yáng)的平均距離 7億7830萬(wàn)公里 公轉周期 4332.6天 公轉速度 每秒13.06公里 直徑 14.298萬(wàn)公里 相對于地球的質(zhì)量 317.83 自轉周期 0.414天 衛星數量 63個(gè) 密度 1.33 相對于地球的赤道重力 2.37 相對于地球的體積 1321 12〉唯一能清楚地看到環(huán)的行星------土星 實(shí)際上，擁有環(huán)的行星并不止土星，木星和天王星都有環(huán)。但是，只有土星的環(huán)最為醒目，用一般的民用望遠鏡，在50倍的倍率下就可以很清楚地看到了。實(shí)在是天文愛(ài)好者入門(mén)必看的天體。 關(guān)于這個(gè)環(huán)的形成，有好幾種推論。一說(shuō)是在土星形成的時(shí)候，殘余在土星周?chē)臍怏w以及塵埃。還有一說(shuō)是土星的衛星跟太陽(yáng)系內的小行星發(fā)生碰撞后留下的殘骸。 我們現在知道，這個(gè)環(huán)，是由直徑數米到十數米不等的冰塊狀物體組成。而且，這個(gè)環(huán)的厚度也非常薄，大約在5米到50米不等。 土星同木星一樣，都是氣體的行星，成份也一樣，都是氫和氦。它跟木星決定性的不同點(diǎn)在于質(zhì)量，土星的質(zhì)量只有地球的95倍（木星是地球的318倍）。 另外，土星的密度，也是它的特征之一。它的密度非常小，只有0.69，也就是說(shuō)，它的密度小于水。如果我們把土星放在水里的話(huà)，它會(huì )漂浮在水面上（當然了，誰(shuí)也找不到那么大的水坑）。 土星的基本資料如下。 到太陽(yáng)的平均距離 14億2940萬(wàn)公里 公轉周期 10759天 公轉速度 每秒9.65公里 直徑 12.536萬(wàn)公里 相對于地球的質(zhì)量 95.16 自轉周期 0.444天 衛星數量 63個(gè)（也有說(shuō)64個(gè)） 密度 0.69 相對于地球的赤道重力 0.94 相對于地球的體積 755 13〉躺著(zhù)公轉的行星------天王星 我們已經(jīng)知道，天王星也有環(huán)，目前發(fā)現了11條。但是由于它距離地球太遠，大家手里的民用天文望遠鏡是看不到這些細細的環(huán)的。 天王星直徑5.1萬(wàn)公里，是地球的4倍，論個(gè)頭，在太陽(yáng)系的行星中排行老三。但是由于它距離地球太遠，我們用肉眼是看不到的。這顆巨大的蔚藍色的美麗星球，由于距離太陽(yáng)太遠（約19億公里），在太陽(yáng)系誕生之初，由于遠離材料豐富的中心地帶，被認為是最早定型的行星之一。 除了有環(huán)之外，天王星還有一大特點(diǎn)-----它是躺著(zhù)公轉的，這顆大家伙的地軸跟公轉的平面，有大約98度的夾角（也就是說(shuō)幾乎呈垂直狀態(tài)）。這一點(diǎn)，應該是它最大的特征了吧。 天王星為什么會(huì )躺著(zhù)公轉？最有力的推論就是天體碰撞說(shuō)。也就是說(shuō)，在太陽(yáng)系形成之時(shí)，天王星成型之初，天王星理應同別的行星一樣，地軸跟公轉面是垂直的。但是后來(lái)，跟一顆個(gè)頭同天王星差不多大小的天體發(fā)生了碰撞，至使天王星發(fā)生了傾斜，到現在一直保持著(zhù)這個(gè)姿勢。 正因為如此，天王星上的白晝和黑夜的交替變化，就跟自轉沒(méi)有關(guān)系了，反而由公轉來(lái)決定。天王星的公轉周期是84年，所以在天王星上，你會(huì )有42年的白天，然后轉入42年的黑夜。呵呵，那可真是漫漫長(cháng)夜啊。 另外，天王星同木星土星一樣，都是由氣體組成的團塊，但構成物質(zhì)大都呈冰狀，所以也被稱(chēng)為大冰塊行星。由此產(chǎn)生了一個(gè)名詞-----天王星型行星-----為這樣狀態(tài)的行星分類(lèi)。 天王星的相關(guān)數據資料如下。 到太陽(yáng)的平均距離 28億7500萬(wàn)公里 公轉周期 30668天 公轉速度 每秒6.81公里 直徑 5.3338萬(wàn)公里 相對于地球的質(zhì)量 14.54 自轉周期 0.718天 衛星數量 27顆 密度 1.27 赤道重力 0.89 相對于地球的體積 63倍 14〉公轉最慢的行星-------海王星 作為太陽(yáng)系里最外圍軌道上運行的行星-----海王星，它的最大的特征之一，可能就是它公轉周期了。它環(huán)繞太陽(yáng)一周需要165年的時(shí)間，是太陽(yáng)系行星中公轉周期最長(cháng)的。它是1846年被發(fā)現的，從那時(shí)算起，公轉一周完畢，則要到2011年了。屆時(shí)，我們將有幸慶祝海王星自從被發(fā)現后完成的第一圈公轉！ 海王星距里地球是如此的遙遠，因此我們對它的了解還非常有限。1989年，在海王星附近的探測器發(fā)現了海王星表面存在一個(gè)高氣壓的巨大漩渦----大暗斑。 但是在1994年用哈勃望遠鏡再次對它觀(guān)測的時(shí)候，卻發(fā)現這個(gè)暗斑消失了。到目前為止，原因不明！ 關(guān)于海王星的另外一個(gè)引人注目的謎，是它的13顆衛星中的最大的一顆-----Triton，它的直徑約2700公里。在它的表面發(fā)現了類(lèi)似火山樣的活動(dòng)。 雖然樣子很像地球上常見(jiàn)的火山噴發(fā)，但是實(shí)際上噴發(fā)出來(lái)的是冰態(tài)的氮，換句話(huà)說(shuō)，就有點(diǎn)像干冰大噴發(fā)！但是詳細的情況我們還不了解。 關(guān)于這顆衛星，還有一個(gè)令人不解的就是它的公轉方向。太陽(yáng)系里所有的衛星的公轉方向都是反時(shí)針旋轉的，唯獨這顆衛星Triton，它是順時(shí)針?lè )较蛐D。由于它的倒行逆施，它的公轉速度也在逐漸減弱，估算再過(guò)數億年，它將會(huì )跟海王星發(fā)生碰撞。 海王星的主要數據資料 到太陽(yáng)的平均距離 45億440萬(wàn)公里 公轉周期 60182天 公轉速度 每秒5.44公里 直徑 4萬(wàn)9528公里 相對于地球的質(zhì)量 17.15 自轉周期 0.671天 衛星數量 13 密度 1.64 相對于地球的赤道重力 1.11 相對于地球的體積 58 15〉太陽(yáng)系行星的類(lèi)別 太陽(yáng)系內的行星，大體上可以分成3種類(lèi)型。 ①地球型行星（以巖石為主要成分）的水星，金星，地球，火星。 ②木星型行星（以氣體為主要組成成分）的木星和土星。 ③天王星型行星（雖然組成成分也是氣體，但是內側是冰態(tài)）。
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