星球演變新說:康德.拉普拉斯星云說

以前的“旋渦說”與“星云說”

早在1644年，法國哲學(xué)家笛卡爾的《哲學(xué)原理》一書里就提出了原始太陽星云的概念，猜測太初混沌之時，物質(zhì)微粒在宇宙旋渦中逐漸形成了太陽系，“以太旋渦說”是近代第一個關(guān)于太陽系起源的星云假說。

18世紀(jì)下半葉由德國哲學(xué)家康德和法國天文學(xué)家拉普拉斯提出來的“星云說”，描述并詳細(xì)論證了太陽系是由一塊星云收縮形成的，先形成太陽，然后剩余的星云物質(zhì)進(jìn)一步收縮演化形成了行星。

“星云說”出現(xiàn)以前，人們把天體的運(yùn)動變化看作是上帝發(fā)動起來的，而“星云說”用自然界本身演化的規(guī)律性來說明星球演變的一些性質(zhì)，無疑對這種荒謬的觀點(diǎn)是一個有力的打擊，也為天文學(xué)的發(fā)展建立了不朽的功勛。

到今天，結(jié)合豐富的觀測資料，加上運(yùn)用各種科學(xué)原理和方法，“星云說”有了嶄新的面貌，發(fā)展成了論述從彌漫星云一恒星一紅巨星一行星狀星云一白矮星的一系列早期星球演變過程的學(xué)說。

但是，“星云說”認(rèn)為恒星與行星是在同一旋渦中同時形成的觀點(diǎn)值得懷疑。如果每個恒星系統(tǒng)的恒星與行星是在一個星云盤中同時形成的，那么，宇宙中大量存在的互相圍繞運(yùn)動的雙恒星系統(tǒng)，系外行星WASP-17b等行星的公轉(zhuǎn)方向與其主恒星的旋轉(zhuǎn)方向相反等現(xiàn)象又該如何解釋呢?

現(xiàn)在，太陽系外已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了上百顆行星，有些比木星質(zhì)量大得多的行星的運(yùn)動軌道更趨向橢圓，它們與其圍繞公轉(zhuǎn)的恒星的距離比日地距離還要近，如果“星云說”成立，這些行星在形成過程中就應(yīng)在引力作用下“掉入”星云盤的恒星中，因此，最新觀察結(jié)果已經(jīng)徹底顛覆了“星云說”的行星形成過程。

康德·拉普拉斯星云說

其實(shí)，太陽系的太陽與九大行星并不是一母同胞的親兄弟，所有恒星系統(tǒng)的組合都是隨機(jī)的，主星與伴星之間的關(guān)系就相當(dāng)于兩個年齡、經(jīng)歷各自不同的人相遇結(jié)伴而行。每個星球系統(tǒng)都不是固定不變的，圍繞每個星球運(yùn)轉(zhuǎn)的伴星數(shù)量、質(zhì)量是由這個星球的能量決定的，每個星球周圍的伴星數(shù)量、伴星質(zhì)量是隨著這個星球的能量變化而不斷變化的。

另外，恒星演化理論中，關(guān)于星球演變到白矮星之后的去向仍是一片空白。任何事物都有從發(fā)生到消失的過程，星球的演變也不應(yīng)例外，通過相繼發(fā)現(xiàn)的恒星級“黑洞”、褐矮星、高溫行星、彗星、小行星等一系列過渡星球，把它們的形態(tài)聯(lián)系起來研究可以發(fā)現(xiàn)：每個星球的演變都要經(jīng)過恒星級“黑洞”一彌漫星云一恒星一紅巨星一白矮星一行星一彗星一小行星幾個階段，如同人類的個體壽命極限大約在130歲一樣，把星球從恒星級“黑洞”開始到小行星結(jié)束的各個演變階段時間進(jìn)行累加，每個星球的壽命極限大約應(yīng)該在1000億年以上。

根據(jù)有關(guān)天文資料可以對宇宙星球演變的全過程加以推演：

宇宙空間的物質(zhì)從密度較大的區(qū)域向密度較小區(qū)域匯集，會出現(xiàn)一個吸引力大于離心力的區(qū)域，在慣性作用下就形成一個由氣體和塵埃組成的高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的磁場旋渦——恒星級“黑洞”。

恒星級“黑洞”產(chǎn)生的能量和引力會吸引更多的物質(zhì)，形成圍繞它旋轉(zhuǎn)的吸積盤，從中誕生出恒星的胚胎——彌漫星云。

當(dāng)彌漫星云具備了發(fā)生原子核反應(yīng)的兩個必要條件(一是有相當(dāng)大體積；二是達(dá)到一定密度)時，在云團(tuán)內(nèi)部氣體、塵埃互相碰撞的巨大摩擦作用下，彌漫星云的中心區(qū)域的原子核反應(yīng)就爆發(fā)出巨大能量，演變?yōu)楣廨x耀眼的星球——恒星。

恒星早期是向內(nèi)吸積物質(zhì)比向外輻射物質(zhì)多，能量愈來愈大；到了后期，向外輻射物質(zhì)比向內(nèi)吸積物質(zhì)多，能量愈來愈小。從恒星表面源源不斷流向太空深處的能量加速了它的衰亡，最后進(jìn)入它的暮年形態(tài)——紅巨星。

紅巨星的表面溫度下降，構(gòu)成物質(zhì)在離心力作用下向外層膨脹，內(nèi)部高溫物質(zhì)會沖破溫度較低的外層，以“超新星”爆發(fā)的形式拋掉外層物質(zhì)，形成一片“行星狀星云”在空間飄蕩。當(dāng)包裹星核的“霧團(tuán)”漸漸散去，就坍縮成一顆體積很小的陰暗幽靈——白矮星。

白矮星的原子核反應(yīng)被壓縮在正在冷卻的固態(tài)外殼之中，所有它的體積很小，但相對能量仍然很大，它的亮度像篝火的余燼一樣變得非常暗弱(褐矮星就是白矮星向行星過渡的天體)，之后經(jīng)過不斷地“新星”爆發(fā)而淪為自身不發(fā)光的星球——行星。

行星階段的前期是一個行星固態(tài)外殼不斷膨脹，表層氣態(tài)、液態(tài)物質(zhì)不斷減少的過程，到了后期，由于內(nèi)部原子核反應(yīng)衰減，固態(tài)外殼坍塌與表層物質(zhì)繼續(xù)散失，行星體積逐步縮小，演變?yōu)樾行堑乃榱褷顟B(tài)——彗星。

彗星是行星碎塊(彗核)和氣體、塵埃(彗發(fā))的結(jié)合體，它的結(jié)構(gòu)非常疏松，稍有風(fēng)吹草動就四分五裂，最終分散成遨游于天際的太空巖石——小行星。

星球的誕生和死亡此起彼伏，每時每刻既有舊的星球逝去，也有新的星球形成。自然界所有看似隨機(jī)的現(xiàn)象，不是不可預(yù)測，而只是受到人類認(rèn)識的限制。在隨機(jī)性背后起支配作用的是確定性，偶然總是涵蓋在必然之中的。

探索星球演變規(guī)律應(yīng)盡可能少地從假設(shè)出發(fā)，概括盡可能多的經(jīng)驗(yàn)事實(shí)，實(shí)現(xiàn)科學(xué)本質(zhì)上的簡單性。