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太阳系理论的开端星云假说

时间:2022-02-11 理论教育 版权反馈
【摘要】:据目前观察的事实,也与星云假说基本符合。这本书中首次提出了太阳系起源的星云假说,康德用牛顿的万有引力定律解释了太阳系的起源及初始运动问题。康德星云假说的主要内容是:宇宙中散布着微粒状的弥漫物质,称为原始物质。首先,康德认为形成太阳系的是银河星云的整体。现在看来,形成太阳系的仅仅是银河星云的一个很小的碎块。其次,拉普拉斯认为形成太阳系的星云物质是炽热的。

关于地球起源,中国古代就有盘古开天辟地的神话,在国外则流行着上帝耶和华创造太阳、地球的说法。直到18世纪,人们才开始科学地探索地球的起源。康德和拉普拉斯的星云假说比较圆满地解释了太阳系的基本特征。据目前观察的事实,也与星云假说基本符合。

哥白尼创立日心说开始,他的后继者开普勒发现行星运动定律,继而牛顿以他的运动定律和万有引力定律成功地解释了行星运动的物理原因。太阳系的结构完全搞清楚了,人们很自然地就会对太阳系的起源产生兴趣。

关于这个理论的探索,虽然已有二百余年历史,但基本上还只是一些揣测的说法。没有人能目睹行星的形成,太阳系的起源至今仍停留在假说的阶段。人们根据太阳系的现状及特征,设想着它的形成过程。

康德

天文学家通过对太阳系的整个图像的研究,发现了太阳系整个结构中某些统一的特征,诸如:共面性、同向性、近圆性等。根据这些特征,天文学上最合理的推测是,行星系统是由同一薄层物质所形成的。

据此,德国哲学家康德在1755年出版了《宇宙发展史概论》一书。这本书中首次提出了太阳系起源的星云假说,康德用牛顿的万有引力定律解释了太阳系的起源及初始运动问题。

康德星云假说的主要内容是:宇宙中散布着微粒状的弥漫物质,称为原始物质。在万有引力作用下,较大的微粒吸引较小的微粒,并逐渐聚集加速,结果在弥漫物质团的中心形成巨大的球体,即原始太阳。周围的微粒在向太阳这一引力中心垂直下落时,一部分因受到其他微粒的排斥而改变了方向,便斜着下落,从而绕太阳转动。最初,微粒转动有不同的方向,后来有一个主导方向占了上风,便形成一扁平的旋转状星云。微粒形成云状物质后又逐渐聚集成不同大小的团块,便形成行星。行星在引力和斥力的共同作用下绕太阳旋转。

蟹状星云

康德关于太阳系是由宇宙中的微粒在万有引力作用下逐渐形成的基本观点是可取的,它能说明行星的运行轨道具有共面性、近圆性、同向性等特点。但康德的假说解释不了太阳系的角动量来源,所以提出后并未立即引起人们的注意。

1796年,法国科学家拉普拉斯在他的《宇宙体系论》中独立地提出了与康德类似的另外一个星云假说,使得太阳系起源与演化的研究受到了更多的重视。拉普拉斯与康德的观点基本一致,只是拉普拉斯的假说在细节上做了很多动力学方面的解释,与康德的假说相比,论证更严密、合理和完善。因此,人们把他们二人的假说合称为康德—拉普拉斯星云假说。

最近几十年,随着恒星演化理论的发展,星云说被赋予新的科学内容:

首先,康德认为形成太阳系的是银河星云的整体。现在看来,形成太阳系的仅仅是银河星云的一个很小的碎块。星云的质量远大于一般的恒星,而它的球状碎块的质量,大体上与一颗普通恒星相当。

其次,拉普拉斯认为形成太阳系的星云物质是炽热的。如今看来,形成太阳系的星云物质是低温的,它的温度仅比绝对零度高出10K~100K。因此,从星云到太阳系的形成是由冷变热的过程,而不是由热变冷的过程。

学海拾贝

1942年瑞典天体物理学家阿尔文提出了自已的星云假说。他认为,太阳先形成,行星和卫星则是由远处下落到太阳附近的弥漫物质形成的。

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