我在家鄉的那個深泉井裡釣魚,突然看見井口沉沙飛揚,樹葉、垃圾袋(就連石頭、瓦片)滿天飛舞,知道一定是颳了颱風,要下雨了,於是趕快從井下上來,——哇,好大地龍捲風,把房屋的瓦塊都卷到空中,怎麼還會有石頭也飛起來了。不知怎麼的,龍捲風突然消失得無影無蹤了,但更奇怪的是,那些瓦塊、樹葉、垃圾袋和大片塵埃並不是落下來,而是靜止在空中……
地面上看的龍捲風 太空中的龍捲風
當夢中醒來,我才發現,那些瓦片、石頭,其實就可比作一個天體,而那些灰塵,其實可擬是星雲,夢中見到的那個龍捲風,其實就可擬作是宇宙旋風(或宇宙龍捲風)。
圓盤狀星系,跟龍捲風性質一樣。但並不是所有的星系都是圓盤狀
我曾對某些天體的規律表示疑惑,為什麼很多天體都呈盤狀,為什麼八大行星會環繞著太陽公轉,為什麼數億顆恆星又環繞著銀河系中心旅轉。
依照課本裡面的描述,是不能完全令我信服的。
恆星是星雲歷經數萬億年的自身坍縮塌陷形成的。以前聽聽老師的分析好像也蠻有道理,但是如果你更深入地去探討就會發現它並不能讓你那麼的信服。你想一想,一片星雲原本是好端端的、安安靜靜的在那裡,它真的會在自身重力的作用下塌縮嗎?看看地球上的雲朵,那麼高密度的雨霧,它們還不一樣存在著,哪怕是兩朵雲碰到一起,也只會是讓雲朵變得更大。只有雲朵受到外部的影響時雨霧才會凝成小水珠落下來。——即使你的這個條件成立,那天體的高度旅轉又怎麼解釋呢?九大行星圍繞太陽公轉又怎麼解釋呢?從動量、角動量守恆定律我們可以知道,星雲的質量中心,當所有物質都塌縮匯集向星雲質量中心的過程中,其 遵循動量、角動量守恆定律,所以當恆星形成時,它不應該具有旅轉速度,也就是說其自轉速度應該為零。(若有輕微變化,其自轉速度也很小),但你看看我們的太陽,其自轉速度是多少?km/s,具有如此大的質量,這個速度可以說是非常的大了;再看看我們的地球,是以km/s的速度繞太陽公轉,這個速度是那麼的驚人。
——所以我個人覺得,一片安安靜靜在浩瀚宇宙中的星雲,想要變為恆星,一定是受到外部的某種力量激勵,(星雲就是星雲,如果沒有外力的作用,我想再過幾萬年或數億年,它依然還是星雲,只是形狀可能會有所改變,但它是不可能在自身重力作用下自行塌縮的),根據龍捲風的形成和大多數天體具有旋轉、呈盤狀形,我相信有些星雲是在受類似於龍捲風一樣的東西「宇宙旋風」的作用下形成恆星的。
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1、 由以上分析,我們可以對宇宙中最常見的也是最明亮的天體定義如下。
脈衝星釋放的高速粒子流等等,是構成宇宙旋風的動力源
受單一的外部作用力的作用下(如超新星爆發時出現的輻射壓,脈衝星釋放的衝擊波等)使星雲的一端向另一端移動,在移動過程中,由於體積迅速縮小,密度迅速增大而使星雲在自身重力作用下塌縮變成恆星。該恆星沒有自轉,此類恆星即為宇宙中最普遍、最常見 、最簡單的恆星,可佔據宇宙恆星總數的99.9999%以上,也就是說,在1千萬顆恆 星當中,你可能找不出一個是屬於第二類恆星。
由於第一類恆星在形成過程中,幾乎吸收了整個星雲的質量,所以此類恆星周邊沒有行星,什麼也沒有。
宇宙在漫長的歷史演變長河中,在某一段時間裡恰巧「刮」起「宇宙旋風」,又恰巧地吹過一片星雲,使該星雲演變為恆星——第二類恆星。
下面以太陽系的形成過程為例來簡單說明一下第二類恆星的形成過程。
形成第二類恆星的必要條件:星雲和宇宙旋風,而且兩者發生在同一個地方。
首先我們來看圖一,圖中的白色表示原始星雲的形狀,豎虛線代表宇宙旋風中心線,橫實線代表旋風平面經過星雲質量中心線,⊙ 表示旋風吹出來,⊙ 表示旋風吹進去。⊙、 ⊙ 密度越多的地方說明此處的風力越大,●代表星雲氣體塵埃物質(當然,旋風中心線不一定經過星雲的質量中心)當旋風吹過原始星雲時,星雲的氣體塵埃物質將隨風旋轉並逐步旋向旋風中心線,原始星雲也因此逐漸縮小。
圖二,當原始星雲縮小到一定程度,旋風中心線的物質密度足夠大的時候,物質與物質間的質量作用力開始起作用,即萬有引力起作用,氣體塵埃物質運動方向開始出現變化,此時不僅要旋向旋風中心線,還要向質量中心點匯集。
同時,由於星雲密度分布不均勻和宇宙旋風的不均衡,使得一些地方颳風大些,有些地方颳風小些,颳風大的地方,塵埃物質碰撞更平凡,這就使得星雲內部開始出現較重的點,形成一些高密度物質流。
圖三,此時宇宙旋風已經消失,但萬有引力已起著確定性作用,原始星雲將在萬有引力作用下繼續塌縮。此時因為豎直方向上只有萬有引力起作用,所以物質在豎直方向上迅速縮小;而在旋風平面線上,由於物體的慣性運動,使其產生向外的偏心力與萬有引力相抗,所以其向質量中心點偏靠的速度較慢。這樣,一個盤狀的天體就慢慢的形成了。
原先出現的那些高密度物質流,此時其質量已不可忽視,它將在自身的萬有引力作用下凝聚,組成一個較大的天體,此天體還不斷地吸收其周圍空間的塵埃物質。
圖四,此星雲塌縮到一定程度,其內部壓力、溫度達到核聚變時,乃標誌著新恆星的誕生,先前的那個高密度物質流組成的天體,就是後來的行星。
以上就是太陽系的形成過程,此時的太陽系還處於極早期,行星並未完全形成和穩定,整個太陽系還是灰濛濛一片,空間還布滿塵埃物質,可以說身處於這個極早期的地球上,還無法看
在圖4狀態下,地球還沒有成形,整個太陽系布滿塵埃,根本看不見太陽
見太陽,空間中密密麻麻的塵埃物質顆粒把陽光擋住了,太陽系還要經過數萬年乃至數億年的「淨化」後,(其實這個過程也屬於星雲末期的塌縮過程,只是現在恆星已經出現了,太陽系的整個輪廓基本形成,所以我們稱之為太陽系進入自身淨化處理階段),才將使空間的塵埃物質最終落入到太陽上和最近的大質量行星上(靠近太陽太近的行星最終也將被太陽吞沒),空間變得越來越稀薄,太陽光可以直接照射到地球,在地球上,晚上也可以看到滿天的星星,此時宣告星雲演變完全結束,太陽系進入穩定期(行星也最終形成)
穩定後的太陽系
先前很多關於恆星或太陽系的形成的種種說法,哪怕是教科書中的描述,都沒能讓我完全接受,就如本篇開篇說的那樣,一片原本好端端的,安安靜靜在宇宙太空中的星雲,如果沒有受到外部作用激勵的話,它是不可能在其自身的重力作用下塌縮的。有些假說甚稱,在太陽形成之後,因其轉速太快而拋出一些物體來,九大行星就是這樣形成的。——只要學過物理的人都知道,這種情況發生的概率幾乎為零。太陽原本是由星雲塌縮而成,形成後太陽質量更集中了,連一小塊物質,哪怕是氣體分子,都被太陽吞進去,怎麼可能在形成大塊質量後又被拋出來呢?再說,太陽內部時時發生的核聚變,都沒辦法把一小塊物質從太陽拋出來,地球質量如此巨大,怎麼可能被太陽拋出來呢?——當你看到這篇文章之後,你還會接受這種假說嗎?我只能說,如果地球真的是從太陽中拋出來的話,那太陽在核聚變的作用下早已解體了。
我們可以對宇宙旋風下定義:由於超新星爆發出現的巨大輻射壓和粒子流、脈衝星釋放的衝擊波等不確定因素的相互作用,使宇宙中出現一些類似於龍捲風現象的天文現象。
「宇宙旋風」,能很好的解釋太陽系及盤狀天體的形成。要是旋風中心線與星雲質量中心點重合的話,行星軌道將是完完整整的圓形,我們可以通過觀測來計算出當時宇宙旋風的中心位置。
種種跡象表明,宇宙旋風很可能會存在。當然,這只是我提出的一個假說,到底宇宙旋風存不存在,就留給曾經讀過這本書的你去探索和發現吧。
你相信嗎,在將來有關於宇宙探索的書籍和課本上,也許會永遠記載下你的名字和事跡也說不定噢。
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附
當您仰望星空,每一個亮點就代表一個星系,而每個星系裡面就有數億顆恆星
很明擺在面前,第一類恆星沒有行星,自然就沒有生命了,因此,面對的滿天星星和茫茫宇宙,我們不必再對每個星星都死纏著不放,只要找出第二類恆星就可以了——這會極大的減小我們的探索任務,因為第一類恆星可是佔據恆星總數的99.9999%以上。當然,這也說明我們要找出第二類恆星,概率是那麼的小,目標是那麼的渺茫。
我們應該如何抓住這麼一丁點兒的概率呢?
還是得從恆星的本身出發,最直接的就是觀測。第一類恆星沒有旋轉,只要你觀測到某顆恆星在旋轉,它很可能就屬於第二類恆星。
除直接觀測外,就沒有第二個方法去探討恆星了嗎?——在此我也直白的跟你說。目前除此方法之外,真的沒有第二個方法去探討恆星了嗎?
我總覺得我們對太陽系的了解不夠。我們在探索宇宙當中,或許是花在其上面的資金和人力都不足,為什麼會出現這種情況呢?因為我們還找不出到底該研究太陽的什麼,我們什麼目標也沒有。
「研究什麼啊,太陽還不一樣是太陽,哪怕現在我們知道它有生命,但它還不一樣東升西落,日復一日,我們還不是一樣奈何不了它——現在還花資金在它上面看什麼,我覺
得還不如把這些資金投入到民生上更有用」。 我們應該來研究太陽的什麼地方呢
「生命是因為太陽引起的,所以我們一定要研究太陽」。我如實地回擊了爸爸的話。
「對,沒有太陽就沒有生命。」爸點點頭,但他沒有繼續問下去。現在如果有人還問我,「那我們應該研究太陽的些什麼呢?」我想這個問題我是無法回答的。
但現在情況又不一樣了,因為我們研究太陽是有目的的,就是要找出「第二個太陽」。
太陽是屬於第二類恆星,你要找出第二個太陽,必須把第二類恆星的所以特點與現象都描繪出來,再根據這些現象到宇宙空星去一一對照,條件都相同的說明它就是第二類恆星。而要描繪出第二類恆星的所以現象,我想這只能來研究我們的太陽了。
1、 恆星的生命
我們先來回放一下第一類恆星的形成過程,在外作用下,星雲的一端向另一端移動,體積減小,密度大增,從而在自身重力的作用下塌縮變成。你發現沒有,此塌縮過程是星雲的所以物質(相對於星雲重心來講)豎直下落的過程,對整個星雲而言,其角動量為0,故星雲演變為恆星後,該恆星角動量也為0,自然就沒有旋轉了——問題並不是在這個地方,而是在後面,當恆星形成之後,核聚變爆發,很多物質和核燃料被拋出恆星表面,形成耀斑,因為其自身沒有旋轉,所以該耀斑會一直噴發下去,直到核燃料耗盡為止。所以絕大多數第一類恆星其表面整體都處於耀斑狀態,而且一發不可收拾,直到該恆星核燃料耗盡為止——這會極大消耗恆星的質量,結果使其生命大大縮短。超新星就是典型的第一類恆星,你想想看,一個質量比太陽大幾百倍乃至上萬倍的超新星,原本它的生命應該比太陽要長得多才對,可實際上超新星的壽命卻比太陽要小得多,很多超新星的壽命還達不到1000萬年(太陽壽命100億年)。這很可能就是因為超新星沒有自轉,使得其耀斑無法停止地噴發下去的緣故。
由此,我們可以以恆星的壽命來判斷該恆星是屬於哪一類恆星。
這就要求我們將恆星的質量計算到精確的某個數字,還是舉個例子來簡單的說明一下吧。恆星的總質量M,演變成紅巨星時質量為m,而每天消耗的核燃料是△m,用n來表示該恆星的壽命,於是我們可以得出恆星壽命的計算公式是n=(M-m)∕365△m年。(由愛因斯坦的質能公式E=△mC2得△m=E/ C2,其中E表示一天內釋放出的能量,我們可以通過觀測來估算出E,C=3×108m/s)。對於我們的太陽來說,n=100億年,如果一個恆星的壽命少於10億20億年的話,我們就沒有必要再花費時間在這顆恆星上了,因為我們知道,僅由無生命演便到最簡單的有生命,至少也要花出20~30億年。
2、 耀斑
由於太陽表面的某些地方比較稀薄,而使得太陽內部的物質從該處噴出,就像地球上的火山噴發一樣,在地球上看去,太陽表面的該處特別明亮和耀眼,所以稱之為太陽耀斑。由此可知,太陽耀斑,其實就是太陽表面爆發了「火山」。
太陽耀斑爆發時產生巨大的輻射和粒子流,會影響到地球的地磁場,乃直接影響到地球上的生命
上面提到了第一類恆星耀斑的一些特點,就是一個耀斑長時間噴發下去,而且整個恆星表面到處都是。第二類恆星因存在自轉,其表面運動與中心運動的速度並不一致,使得耀斑不能長時間的噴發下去,因此我們可以依此特點作出判斷;若當前所觀測的恆星耀斑頻頻,而且每個耀斑一直噴發下去,那我們就可以斷定,該恆星屬於第一類恆星;若長時間觀測的某個恆星很少或沒有耀斑存在,說明該恆星很可能就屬於第二類恆星。(當然,晚年的第一類恆星也有此特點)
此外,第一類恆星沒有自轉,我們觀測到它的耀斑會一直呆在那裡,今年是這樣,明年還是這樣,但第二類恆星存在自轉,所以在地球上觀測發現它在移動,掃劣一段距離後很快就消失了。
依此來判斷第一類與第二類恆星是不是也很方便呢?
3.地磁場
我們早已知道,地球存在地磁場,聽說產生地磁場的原因是地球有自轉,而且地磁場的南極和北極並不在地球的南極和北極,而是在南極和北極附近。如今我們也知道,太陽也存在地磁場,原因可能也是太陽也存在自轉,那我們是否就能這樣概括呢?存在自轉的宇宙天體,其周圍就產生地磁場,而沒有自轉的天體其周圍不產生地磁場。
如果能證明的話,我們尋找第二類恆星就方便得多了。
我們知道,第一類恆星沒有自轉,所以其不存在地磁場——哇喳,有些人就松嘆了一口氣,只要我們能製造出一個「地磁場探測儀」,不就可以測得出來自外太空的地磁場了嗎?而且第一類恆星沒有地磁場,那探得的肯定是第二類恆星的地磁場了——我們馬上就可以找到第二個太陽了,然後是第三個……
現在我們還在等些什麼呢?讓我們趕快來探討「地磁場探測儀」的研究建設吧。(我在想,不管第一類恆星存不存在地磁場,「地磁場探測儀」都應研發出來,有了地磁場探測儀,不管是在現實生活中,還是在探索宇宙上都起到不可或缺的作用。我相信這一點你也可以想像得到的,我敢確定能研發得地磁場探測儀的人,肯定獲得世界諾貝爾學獎,因為它對我們太重要了)
當看到此,你的感覺是否會跟我一樣,其實要找到外星人也不是那麼的難,只是先前我們找不到一個有效的探討方法——我現在很高興的跟你說,凡是曾看過此文章的你,都有機會在有生之年裡能親自目睹浩瀚宇宙中的第二個太陽和第二個地球,因為如今我們找到了如此便捷的探討方法。
你是否有點躍躍欲試的感覺,我想跟你說,你可千萬不要放棄哦,在此,我預先把那種榮耀和偉大的發現授之於你:當第一個「外太陽」被發現的時候,那個「外太陽系」將是以你的名字來命名的***星系,那個恆星也是以你的名字來命名的***恆星,還有那個「***地球」,甚至住在那個地球上的人類,也是以你的名字來命名的「***族外星人」。反正那個星系上的所有都將是你的了。
可是我有個小小的請求,因為此方法是我提出來的,如果你是用著我的方法去探索發現的話,可別忘了我的推薦哦,我的要求也不高,在你的星系裡,把那顆恆星用我的名字來命名就行了,其它的一切還都是你的——哈哈,開開玩笑而已啦,你可不要在意哦,不過我真的有種預感,第一顆「外太陽」馬上就會被世人探索到的,隨後就會陸陸續續地出現第二個、第三個……