The Origin and Evolution of the Solar System pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:Taylor & Francis

作者:Michael M. Woolfson

出品人:

页数:408

译者:

出版时间:2000-9-1

价格:USD 79.95

装帧:Paperback

isbn号码:9780750304580

丛书系列:Series in Astronomy and Astrophysics

图书标签:

Solar System
Planetary Science
Cosmology
Astrophysics
Origin of Life
Planetary Formation
Space Exploration
Astrobiology
Solar Nebula
Accretion Disk

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具体描述

The origin of the solar system has been a matter of speculation for many centuries, and since the time of Newton it has been possible to apply scientific principles to the problem. A succession of theories, starting with that of Pierre Laplace in 1796, has gained general acceptance, only to fall from favor due to its contradiction in some basic scientific principle or new heavenly observation. Modern observations by spacecraft of the solar system, the stars, and extra-solar planetary systems continuously provide new information that may be helpful in finding a plausible theory as well as present new constraints for any such theory to satisfy."The Origin and Evolution of the Solar System" begins by describing historical (pre-1950) theories and illustrating why they became unacceptable. The main part of the book critically examines five extant theories, including the current paradigm, the solar nebula theory, to determine how well they fit with accepted scientific principles and observations. This analysis shows that the solar nebula theory satisfies the principles and observational constraints no better than its predecessors. The capture theory put forward by the author fares better and also indicates an initial scenario leading to a causal series of events that explain all the major features of the solar system.

宇宙的舞步：从尘埃到家园的壮丽史诗在浩瀚无垠的宇宙深处，星辰生灭，星云流转，一个关于起源与演化的宏大叙事正在悄然展开。我们所居住的太阳系，这个由一颗恒星、八颗行星、无数小行星、彗星以及其他天体组成的奇妙家族，并非凭空出现，也不是永恒不变。它的形成与演化，是一部跨越数十亿年的宇宙史诗，充满了机遇、碰撞、转化与和谐。想象一下，在遥远的过去，那里并非如今这般秩序井然。在我们的银河系中，一片巨大的、稀疏的分子云，由氢、氦以及极其微量的重元素组成，静静地漂浮在星际空间。这些元素，是前代恒星死亡时抛洒出的“星尘”，它们承载着宇宙最初的秘密，也孕育着未来的希望。是什么样的契机，让这片混沌的星云开始坍缩？也许是一颗附近超新星爆发的冲击波，一次引力扰动，或者仅仅是自身密度的微小不均。无论原因如何，一旦启动，引力便成为了这场宇宙舞蹈的指挥家。随着星云的坍缩，物质开始向中心聚集，形成了一个巨大的、旋转的盘状结构，我们称之为“原行星盘”。盘中的物质并不均匀，密度较高的区域吸引了更多的气体和尘埃，开始变得越来越密集。在这个盘的中心，压力和温度急剧升高，氢原子开始发生核聚变反应，一团炙热的原始恒星——我们的太阳——就此诞生。它成为了整个太阳系的核心，以其巨大的引力束缚住一切，并赋予了太阳系赖以生存的光和热。太阳的诞生并非一蹴而就，而是一个漫长而充满活力的过程。在原行星盘的稀薄气体和尘埃中，微小的颗粒开始相互碰撞、粘连，就像雪球越滚越大一样。这些微小的尘埃颗粒，通过静电吸引、范德华力等作用，逐渐聚集，形成厘米级、米级，乃至公里级的“星子”。这些星子，就像早期太阳系中的“种子”，它们继续在盘中碰撞、合并，或者被强大的引力捕获，体积不断增大。在这个过程中，原行星盘的温度梯度起到了至关重要的作用。靠近年轻太阳的区域，温度极高，只有熔点较高的物质，如岩石和金属，能够凝结成固体，形成炽热的岩浆。因此，在内太阳系，行星的形成主要依赖于这些耐高温的物质，它们逐渐凝聚，形成了水星、金星、地球和火星这四颗类地行星。它们的构成以硅酸盐和金属为主，拥有坚实的岩石外壳，密度相对较高。而在外太阳系，距离太阳更远，温度则低得多。在这里，除了岩石和金属，冰（如水冰、甲烷冰、氨冰）也能够稳定存在并凝结。这些冰物质的数量远远超过岩石和金属，为行星的形成提供了更为丰富的“原材料”。因此，在外太阳系，行星的形成经历了不同的路径。在离太阳相对较近的冰线之外，巨行星的形成初期，可能也遵循了类地行星的吸积过程，但由于冰的丰富，能够快速形成一个足够大的岩石/冰核心，这个核心的强大引力能够捕获周围大量的氢和氦气体，从而迅速成长为气态巨行星。木星和土星，这两颗巨大的气态行星，正是这样诞生的。它们的质量巨大，引力场强大，能够吸引周围几乎所有的气体。而更远处的冰巨星，如天王星和海王星，它们的形成过程可能与木星和土星略有不同。它们可能形成于一个气体相对稀薄的区域，或者在形成过程中经历了更为复杂的吸积和迁移过程。它们的质量比气态巨行星小，主要由冰和岩石组成，气体成分相对较少，因此它们也被称为“冰巨星”。行星的形成并非一个平稳的“生长”过程，而是一个充满“暴力”的时期。早期太阳系，星子之间的碰撞频繁且剧烈。这些碰撞，有些是建设性的，合并成更大的行星；有些则是破坏性的，将行星碎片抛射到宇宙空间。地球的形成，就经历了一场被认为是大规模撞击的事件，一次火星大小的天体撞击地球，抛射出的物质最终凝聚形成了月球。在行星形成的中后期，原行星盘中的大部分气体和尘埃已经被行星和恒星吞噬或吹散。太阳风，一股由太阳发出的高能粒子流，开始发挥作用，它像一个巨大的扫帚，将盘中剩余的轻质气体和细小尘埃吹拂到太阳系之外，宣告了行星形成阶段的落幕。然而，这并不意味着太阳系的演化就此停止。在行星形成后，仍然存在着大量的“残余物”——小行星、彗星以及其他小型天体。这些天体，如同宇宙中的“遗孤”，它们仍然在各自的轨道上运行，并可能受到行星引力的影响而改变轨道。在内太阳系，小行星带就储存了大量形成早期太阳系未能聚集成行星的岩石和金属块。而在外太阳系，柯伊伯带和奥尔特云，则储存了大量的冰质天体，这些是太阳系形成时遗留下来的原始物质。这些小天体，在漫长的时间里，扮演着双重角色。一方面，它们是科学家研究太阳系形成初期物质成分的重要窗口，通过分析这些小天体的成分，我们可以追溯太阳系的起源。另一方面，它们也带来了潜在的危险。强大的引力扰动，如巨行星的引力摄动，可能会将小行星或彗星的轨道推向内太阳系，甚至撞击到行星上，引发灾难性的后果，就像那场终结恐龙时代的撞击事件一样。同时，行星本身也在不断地演化。火山活动、板块运动、大气演化、水的存在与消失、生命的诞生与演替……这些都是行星演化的重要组成部分。地球，我们这颗蓝色的星球，在数十亿年的演化过程中，经历了冰河时代、生命大爆发、地质变迁，最终孕育出了我们今天所见的丰富多彩的生命。太阳系，也在缓慢地消耗着其核心的燃料。太阳的光芒虽然依旧，但它终将走向衰老。在遥远的未来，太阳会膨胀成红巨星，吞噬内层行星，然后收缩成白矮星，光芒渐熄。而太阳系中的其他天体，也将继续在宇宙的舞台上，经历着它们各自的命运。这就是太阳系的故事，一部跨越时空的壮丽史诗。它始于一片混沌的星云，历经引力坍缩、行星吸积、猛烈碰撞，最终孕育出我们这个生机勃勃的家园。这个故事，至今仍在继续，每一个日出日落，每一次流星划过，都在诉说着宇宙的奥秘，以及我们在这浩瀚星辰中，渺小却又独一无二的存在。理解太阳系的起源与演化，不仅是探索宇宙的边界，更是认识我们自身在宇宙中的位置，以及我们所拥有的一切的珍贵。