(【宇宙出生日記】欄目內容較多,我們會以連載的方式介紹,本篇是第六期。篇幅較長,如果不能一口氣看完,建議先收藏後看,感謝你閱讀本文!)
我們對太陽系這個概念,已經有了幾百年的了解了。這個以太陽為核心,行星、小行星、彗星等為主體的恆星系,是我們目前最了解的恆星系。可是,在這個範圍僅有1-2光年的太陽系裡,卻仍然有大量的未解之謎,讓科學家頭疼。比如月球的形成之謎、天王星軌道傾角之謎、海衛一逆行之謎。
科學家提出了各種假說,卻始終無法令所有人信服,也全都有漏洞被其他人反駁。這些未解之謎的成因,很有可能都來自於遙遠的太陽系早期。那麼,太陽系的這些未解之謎,究竟是如何困擾科學家的呢?
月球形成之謎月球到底是從哪來的,這麼多年以來,從來沒有人能說清楚。
按照正常的思路來想,月球就是和地球同時、同因形成的,也就是“同源說”。也就是說,既然太陽旁邊能形成行星,那地球旁邊形成一顆月球也是理所當然的。
另外,也有人提出了俘獲說,也就是月球本來是一顆獨立的天體,但是在靠近地球的時候,被地球的引力所吸引,成為了地球的衛星。
還有人提出分裂說,認為月球是地球的一部分,但是由於早期地球自轉速度過快,結果甩出去一大塊,形成了月球。
進而有人提出了更誇張的說法,認為月球之所以分裂出去,是因為原始地球發生了一次恐怖的核爆炸,月球是被炸出去的
這些說法都有合理之處,但也都有漏洞。比如月球表面物質和地球高度一致的事實,就能推翻俘獲說的猜想。因此,直到現在,月球的形成之謎依然懸而未決。
小行星帶形成之謎1766年,德國的J.D.提丟斯偶然間發現一個有趣的數列,和太陽系天體距離有著微妙的關係。1772年,J.E.波得據此總結了一個公式並發表了出來:an=0.4+0.3×2^n,其中an為行星和太陽的距離,單位是距離和日地距離的比值,也就是天文單位,n=0,1,2,4,8,16,32,64,128……
n=1的時候,an=0.4,也就是水星到太陽的距離,大約是0.4天文單位;n=2,an=0.7,也就是金星到太陽的距離,0.7天文單位。n=3時,恰好就是地球的1個天文單位。
尤其是9年後,天王星被發現,n取第8個數,an=19.6,而當時測得天王星的距離是19.18,仍然符合這個公式。
你可能會發現,天王星不是第七顆行星嗎?為什麼n取第八個數?這是因為,n取第五個數的時候,找不到行星。天文學家在這個位置尋找了很久,卻只找到一堆小天體,那就是小行星帶。按照數列來看,這裡應該有一顆行星啊,為何只有一群小行星呢?
天王星偏轉之謎在太陽系中,天王星是最特別的一個。它的轉軸傾角達到了97.77°,遠超過其它行星。
什麼是轉軸傾角呢?很好理解。行星自轉方向上最長的一根緯線,就是我們通常所說的赤道。而行星公轉的軌道,是位於一個平面上的。這兩個平面的夾角,就是轉軸傾角。以地球為例,轉軸傾角大約是23.5°,於是產生了四季變換。
然而,天王星的轉軸傾角達到了97.77°,幾乎呈垂直狀態。包括它的行星環,衛星也都是一樣的狀態。所以在太空中看,天王星就像是躺著公轉。
那麼,到底天王星為何會以這樣詭異的形式公轉呢?
海衛一逆行之謎同樣以詭異的狀態執行的,還有海衛一。海衛一是海王星最大的衛星,也是太陽系最詭異的衛星之一。它的最大特點,就在於是逆行的。
什麼叫逆行?就是衛星公轉方向和行星自轉方向相反。就好像一片水面上有一個漩渦,水上的樹枝、落葉都在跟著漩渦一起旋轉,但是竟然有一個物體在漩渦之中卻反向旋轉,格格不入。
因此,天文學家理所當然地認為,海衛一併非是海王星家族的土著,而是後來的天體。那麼,它到底是從哪裡來的呢?
一顆天體,解決所有問題這些未解之謎的答案,究竟在哪裡呢?
有人提出了一個想法,非常有趣——實際上,這個想法是誰提出的,我也不知道。
我只大概記得,是小時候讀書時看到的,可惜那本書也已經捐出去了。所以,請大家容許我今天就憑印象給大家說一下這個想法吧。
這個理論認為,只需要一顆神祕的天體,就可以解決所有的問題。這顆天體曾經是太陽系的一顆行星,非常巨大,位置在地球軌道內。這個想法本身沒有什麼不合理的,因為現在的很多理論都已經證明,早期太陽系很可能有遠比現在更多的行星,包括上一期【宇宙出生日記】中我們也提到過。
當時的太陽系非常混亂,引力波動很劇烈。在未知的原因下,它開始四處亂竄,向太陽系外圍飛奔。首先,它撞上了地球,濺起大量的物質,這些物質在太空中凝聚,形成了月球。然後它繼續飛,飛到了火星軌道之外,撞上了另一顆曾經存在的行星,將它撞碎,最終形成了今天的小行星帶。它的能量還沒有用盡,一直飛到天王星的位置上,將天王星撞了一個跟頭。一直飛到海王星軌道附近,它的能量幾乎用盡,最終被海王星俘獲,也就是今天的海衛一。
合理性分析不得不說,所有的這些未解之謎,都有和上面這個理論相符合的假說。因此,這個理論聽起來好像比編劇的腦洞還大,但還是有點道理的。
不過,所有的假說裡,上面這個理論所涉及到的內容,都不是最有可能的一個。以海衛一為例,的確很多天文學家認為它是被海王星俘獲的,但目前還是比較認可它只是柯伊伯帶天體,不是地球軌道內側的天體飛過去才被俘獲的。
另外,從細節上看,資料也未必符合。比如撞擊地球的天體,目前被認為是火星那麼大;而撞擊天王星的天體,尺寸還未知,計算機模擬也都不盡如人意,不過我們剛剛分享了一組科研人員最新成果,認為可能是品質在地球1-3倍之間的富冰行星撞擊的。在品質上,兩顆行星不匹配。
當然了,我們也不見得就要全盤否認這個說法。如果說這些未解之謎分別是由不同的天體撞擊所導致的,也是有合理之處的。
比如月球形成之謎,現在最被認可的說法,正是撞擊說。而那一次恐怖的撞擊,才造就了今天的地球,產生了今天的月亮。甚至,如果沒有那一次撞擊,可能都不會有今天的生命。
那麼,這到底是一次怎樣的撞擊,當時到底發生了什麼呢?我們將在【宇宙出生日記】第七期為大家解答,如果感興趣的話,不要忘記關注我哦,我們一起從宇宙大爆炸開始,一直旅行到百億年後~