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瀰漫其間。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,不斷有區域性的小渦流出現。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,區域性渦流繼續出現。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,有些區域性渦旋獲得物質,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執行時,都像一名清道夫,把原來雲團裡的剩餘物質掃清。
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麼巨大的差異。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執行時,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裡。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Sunny,這時也會發生作用了。
太陽的輻射這時以全力衝擊地球,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執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,目前各海洋裡的水,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,把大氣裡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,雖然釋出一些遊離氧,但甲烷和氨等氣體必然仍長期佔優勢,因為今天大氣中的遊離氧,大部分已知是植物(包括湖泊與海洋裡的藻類)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。
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瀰漫其間。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,不斷有區域性的小渦流出現。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,區域性渦流繼續出現。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,有些區域性渦旋獲得物質,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執行時,都像一名清道夫,把原來雲團裡的剩餘物質掃清。
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麼巨大的差異。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執行時,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裡。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Sunny,這時也會發生作用了。
太陽的輻射這時以全力衝擊地球,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執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,目前各海洋裡的水,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,把大氣裡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,雖然釋出一些遊離氧,但甲烷和氨等氣體必然仍長期佔優勢,因為今天大氣中的遊離氧,大部分已知是植物(包括湖泊與海洋裡的藻類)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。