大家好!这里是天天听好书。今天我们要讲的是,浙江教育出版社2022年11月出版的《走进深空》。
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作者吴季是著名科学家。本书介绍了深空探测的技术实践和前沿知识。书中,从太阳系的起源,讲到遥远的太阳系的边界,讲述了深空探测的方法,也介绍了人类对地球以外的天体的探测,展望了太空旅游和太空移民的前景。这本书既有科学性,又有思想性和人文性,可以带着读者,跨域时空,思考人类的未来。
全书共十二章。这里要讲的内容来自第一章的“起源与演化”,讲述太阳系的起源和演化。那么,太阳系是如何起源的?又是如何演化的?这就是今天要讲的内容。
在银河系中,太阳是最常见的一种恒星。我们把这种恒星,叫做主序恒星。太阳从诞生的时候起,到现在,已经有46亿年。在这期间,它一直在燃烧着。46亿年这个时间,是根据地球的年龄来估算的。这是因为,地球的年龄就是46亿年。46亿年来,太阳一直在给地球,送来光明,也送来热量。
像太阳这样大的恒星,寿命在100亿年左右。因此,现在,太阳正处在中年期。而整个宇宙的历史已经有137亿年。那么,在这137亿年的时间里,太阳是如何诞生的呢?最初,太阳是由一些星际尘埃形成的。这些星际尘埃,有可能是哪颗超新星爆炸产生的。如果太阳就是第一代恒星,那么,它的基本物质,就来自原始宇宙大爆炸时留下的尘埃。那么,在太阳系的小天体中,也有可能存在着这些原始的物质,也就是在太阳系诞生之前的物质。
我们已经知道,在太阳系中,只有地球上存在着生命。但是,有一些陨石,落在了地球上。对这些陨石的分析表明,在地球以外,也有可能存在着生命。如果能在地球以外,找到生命的迹象,哪怕是曾经存在过生命的迹象,也会有重大的意义。这会让我们从新的角度,思考地球上的生命,思考人类的过去和未来。由此可见,在太阳系中,寻找地外生命也是一项非常重要的任务。
研究太阳的起源和太阳系中的生命, 就是追问“我们从哪儿来”。另一方面,科学家也在研究“我们到哪儿去”,也就是探讨地球的未来会怎么样,人类的未来会怎么样。这样的问题也需要在太阳系中寻找答案。
在太阳系中,有一些行星和地球非常相似,比如金星和火星。地球的磁场具有南极和北极,是一种偶极磁场。在这方面,水星和木星与地球非常相似。因此,要研究太阳系中其他的行星,看它们与地球相比,有哪些共同的地方,又有哪些不同的地方。这有助于了解地球的过去,也有助于思考地球的未来。
太阳给地球上的生命,提供了能量。同时,也会对人类和所有的生命,带来威胁。有时候,太阳会喷发出大量的高能粒子,叫做太阳风。这些高能粒子,会影响地球的磁场,也会破坏卫星和地面的通信设施,甚至会威胁到地球上的生命。
但是,到现在为止,人类仍没有完全搞清楚,太阳是如何爆发这些高能粒子的,也没有办法对太阳的这些活动,做出准确的预报。也许,有朝一日,我们离开地球,到行星际空间,去观测太阳,甚至对太阳进行近距离的探测,就可以找到这些问题的答案。
可见,如果我们想要了解地球和人类的起源和未来,回答“我们从哪儿来”和“我们到哪儿去”这两个问题,就必须了解太阳系的起源和未来的演化。
太阳系的起源是一个漫长的过程,少说也要经过几十万年的时间。如果时间更长的话,那就可能经过了好几亿年的时间。现在,天文学家有一套恒星演化的理论。他们认为,在遥远的恒星之间,存在着大量的星际尘埃。在这些星际尘埃中,会诞生新的恒星。
这是因为,这些尘埃都围绕着银河系的中心,处在旋转的状态。在旋转的过程中,这些尘埃在引力的作用下,会相互吸引,不断地碰撞和凝聚。这些尘埃凝聚到一起,形成的物质,密度会越来越大。在这些物质的密度逐渐增大的过程中,内部的压力会越来越大,温度也会越来越高。
当物质内部的压力和温度达到一定的限度的时候,就会诱发核聚变,使大量的氢原子,合成为氦原子。在这个过程中,会释放出巨大的能量。这样的核聚变反应,从内到外,不断地发生着,这就使得天体,持续地向外发出光和热。这样的天体就形成了恒星。太阳就是这样形成的。
在太阳形成的过程中,有一部分物质,没有进到太阳的内部。这部分物质仍然跟随这太阳,一起旋转。并且,在旋转的过程中,逐渐形成了一个巨大的圆盘。叫做行星盘。这个巨大的圆盘,也就是我们常说的黄道面,就是地球绕太阳公转的轨道所在的平面。在太阳周围的这些物质,都围绕着太阳旋转。在旋转的过程中,产生了离心力。这种离心力与太阳的引力相互平衡。因此,这些物质就没有进到太阳的内部。
在太阳周围的这些物质,在旋转的过程中,相互剧烈地碰撞。这样,就逐渐形成了现在的八大行星。也就是水星、金星、地球,以及火星、木星、土星、天王星和海王星。但是,仍然有一些小的天体,没有参与碰撞。这些小天体就悬浮在这个行星盘中。现在,在火星和木星之间,有一个小行星带。在这个空间区域,有上百万颗小行星。这些小行星的尺度,小的有几米大,大的有几公里大。
太阳从诞生到现在,已经有46亿年的历史。在太阳之中,由里到外,一直在进行着连续的核聚变。在这个过程中,会燃烧大量的氢原子。因此,太阳会变得越来越热,燃烧的速度也会越来越快。太阳也会变得越来越亮。
据科学家估计,再过几十亿年,太阳内核的温度将会进一步升高。这会使太阳越来越大。太阳的体积会膨胀到原来的260倍。这时候,太阳就变成了一颗红巨星,表面温度会下降,也会变暗。
随后,太阳外层的物质,会逐渐分离出去。这样,太阳的核心就会露出来,变成一颗白矮星。白矮星只有地球大小,但是,密度非常大,质量是原来太阳的一半。然后,白矮星的温度和亮度进一步降低,就变成暗矮星,不再发光发热。
总之, 46亿年前,在银河系中,一些星际尘埃,聚集成团,在高温高压的作用下,产生核聚变,形成太阳。太阳外围的尘埃,形成八大行星。几十亿年后,太阳会大幅度膨胀,形成红巨星。然后,抛离外层物质,逐渐降低温度和亮度,直到不再发光发热。
好了!想了解更多内容,建议打开《走进深空》这本书。感谢你天天听好书,我们下期见!
《走进深空》
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出版社:浙江教育出版社
作者:吴季
出版时间:2022年11月
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