宇宙的起源PPT課件

1、宇宙的起源宇宙的起源第五講第五講 行星的產(chǎn)生與演變行星的產(chǎn)生與演變行行星星是如何產(chǎn)生的是如何產(chǎn)生的？它們是如何運轉(zhuǎn)的？它們是如何運轉(zhuǎn)的？現(xiàn)在我們將揭開這些問題的答案！現(xiàn)在我們將揭開這些問題的答案！返回目錄下一頁上一頁行星又是如何演變的行星又是如何演變的？地球上的水是地球上的水是怎樣得到的怎樣得到的？產(chǎn)生與演變產(chǎn)生與演變行星行星返回目錄下一頁上一頁一、行星 行星通常指自身不發(fā)光的球體，環(huán)繞著恒行星通常指自身不發(fā)光的球體，環(huán)繞著恒星運轉(zhuǎn)的天體。一般來說行星需具有一定質(zhì)量，星運轉(zhuǎn)的天體。一般來說行星需具有一定質(zhì)量，行星的質(zhì)量要足夠的大（相對于月球）行星的質(zhì)量要足夠的大（相對于月球） 且近似且近似于圓

2、球狀，自身不能像恒星那樣發(fā)生核聚變反于圓球狀，自身不能像恒星那樣發(fā)生核聚變反應(yīng)。應(yīng)。 宇宙中密布著無數(shù)星系、氣體云、恒星和宇宙中密布著無數(shù)星系、氣體云、恒星和行星，我們知道太陽系有八大行星，但與星系行星，我們知道太陽系有八大行星，但與星系中龐大的行星家族相比，它們不過是滄海一粟。中龐大的行星家族相比，它們不過是滄海一粟。 迄今為止，天文學(xué)家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了四百多顆迄今為止，天文學(xué)家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了四百多顆新行星，有些氣體巨星是木星的五倍大，而其新行星，有些氣體巨星是木星的五倍大，而其返回目錄下一頁上一頁它它巖態(tài)行星則是地球的幾倍大，有些行星的巖態(tài)行星則是地球的幾倍大，有些行星的運行軌道狂亂無序，離恒星太近

3、的行星也難運行軌道狂亂無序，離恒星太近的行星也難免燃燒殆盡，但有一點是明確的，沒有兩顆免燃燒殆盡，但有一點是明確的，沒有兩顆完全相同的行星，每顆行星都獨具一格。然完全相同的行星，每顆行星都獨具一格。然而多數(shù)新行星因為過于遙遠而無法研究，我而多數(shù)新行星因為過于遙遠而無法研究，我們對行星的了解大多來自于環(huán)繞太陽運行的們對行星的了解大多來自于環(huán)繞太陽運行的八大行星，這些行星可被分為兩大類，內(nèi)太八大行星，這些行星可被分為兩大類，內(nèi)太陽系的四個巖態(tài)行星陽系的四個巖態(tài)行星水星、金星、地球水星、金星、地球和火星，外太陽系的四個氣體巨星和火星，外太陽系的四個氣體巨星木星、木星、土星、天王星和海王星，每個行星都

4、獨具特土星、天王星和海王星，每個行星都獨具特色，與眾不同，它們各自的特點在色，與眾不同，它們各自的特點在4646億年前億年前太陽系誕生時就已經(jīng)形成。太陽系誕生時就已經(jīng)形成。返回目錄下一頁上一頁太陽系的八大行星返回目錄下一頁上一頁二、行星的產(chǎn)生與演變產(chǎn)生產(chǎn)生 巖態(tài)行星的產(chǎn)生巖態(tài)行星的產(chǎn)生 氣體巨星的產(chǎn)生氣體巨星的產(chǎn)生演變演變 行星的保護盾行星的保護盾磁場磁場 水與行星水與行星的演變的演變息息相關(guān)息息相關(guān)返回目錄下一頁上一頁1.行星的產(chǎn)生 巖態(tài)行星的產(chǎn)生 當(dāng)太陽形成并開始燃燒時，產(chǎn)生了大量的星際塵埃和氣體云，八大行星中的巖態(tài)行星和氣體巨星都是由這團宇宙塵埃形成的。有些由于靠近太陽而變得太熱，有些由

5、于離太陽過遠而太冷，由于條件不盡相同，這種過程的最終產(chǎn)物也就迥然相異。行星科學(xué)家米歇爾泰勒博士認為，太陽誕生時是由硅酸鹽、水蒸氣、大量的氫氣和甲烷與其他元素組成的均勻混合物，這些塵埃云中的元素，就像蛋糕中的原料，和烤蛋糕一樣，先要攪拌原料，然后放在烤箱內(nèi)返回目錄下一頁上一頁烘焙，這就會產(chǎn)生變化，烘焙的產(chǎn)物取決于原料和烤箱溫度的共同作用。太陽系內(nèi)部的變化亦是如此，總體上，行星由于距太陽遠近不一，它們的形成也略有不同?？康锰?，太陽的熱量會將行星上的氣體燒盡，將水分煮沸蒸發(fā)。只有在高溫下仍能保留固體形態(tài)的物質(zhì)，如金屬和巖石才能幸存，因此靠近太陽的只有巖態(tài)行星，而遠離太陽的行星就完全不同了，行星上的

6、氣體成分最終決定了這些行星的種類。 地球物理學(xué)家丹英斯羅普教授說：“太陽系的形成取決于氣體云的類型，如果太陽系內(nèi)部物質(zhì)元素貧乏，就無法產(chǎn)生類地行星，而是產(chǎn)生更多的氣體巨星，如此一來，太陽系中就返回目錄下一頁上一頁不會有巖態(tài)行星?！比绻a(chǎn)生巖態(tài)行星，氣云中就必須富含金屬和巖石，接下來就要降低溫度。隨著溫度下降，沸點高的元素開始凝固成固體形成非常微小的礦物質(zhì)微粒，假以時日，這些微粒開始聚集，相互撞擊，變成稍大的塵埃微粒然后逐步積聚增大，這個過程叫做吸積，這堆物質(zhì)體積不斷膨脹形成石塊，巖石再相互撞擊形成巨石，進而形成更大的巖石?！白罱K產(chǎn)生了一個巨大的物體，自身引力足以吸附其它物質(zhì)，因此，這個龐然大

7、物不再靠撞擊增加質(zhì)量，而是主動吸附物質(zhì)?！碧煳膶W(xué)家菲爾佩雷特博士說道。返回目錄下一頁上一頁 我們的太陽系在誕生之初有約一百個幼年行星，一個行星要變?yōu)榍蛐沃睆奖仨氝_到約八百公里，這樣才具備足夠的引力將自己壓成球形，任何小于該尺寸的天體都是不規(guī)則形狀,由于球形幼年行星不斷吞噬物質(zhì)，每次撞擊都將使它更加炙熱，直到開始熔化?，F(xiàn)在引力開始將重物質(zhì)從輕物質(zhì)中分離出來，較輕的物質(zhì)會漂浮到表殼層，而較重的金屬等物質(zhì)則不斷下沉，在行星中心形成一個致密的內(nèi)核。幼小的行星終于初具雛形，但是現(xiàn)在它們還要經(jīng)歷一個劇烈的破壞期，這一殘酷的階段將會決定哪些行星會生存下來，哪些行星終將消亡。 下面讓我們觀看了解宇宙如何運行中

8、關(guān)于巖態(tài)行星的產(chǎn)生的描述。返回目錄下一頁上一頁 地球物理學(xué)家丹萊斯羅普教授說：“如果行星與富含金屬的天體發(fā)生了碰撞，這些金屬塊就會降沉到后來形成的內(nèi)核中，倘若碰上重量輕的冰凍物體，就有可能四處漂浮并形成部分地殼。”這四個靠近太陽的巖態(tài)行星即將成形，它們擁有炙熱堅固的鐵質(zhì)內(nèi)核，內(nèi)核周圍是一層液態(tài)鐵，被一層熾熱的巖石包裹，最外面的一層就是地殼層。這些巖態(tài)行星都是由共同的基本物質(zhì)以同樣的方式形成的，但是每個行星都獨具特色，體積不同，命運也迥然不同。返回目錄下一頁上一頁氣體巨星的產(chǎn)生 火星、地球、金星和水星這幾個巖態(tài)行星都在距離太陽2.4億公里的范圍內(nèi)形成，但是四倍于這個距離以外的行星與它們截然不同，

9、這些體積巨大的行星由氣體組成，完全沒有固態(tài)表面。迄今為止，天文學(xué)家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了四百多個遠在太陽系之外的新行星，幾乎所有的新行星都是由氣體構(gòu)成的龐然大物，太陽系中也有四顆這樣的氣體巨星。木星、土星、天王星、海王星都擁有很厚很渾濁的大氣，其中有大量的氫氣、氦氣和甲烷。為什么這四顆外行星由氣體構(gòu)成，而四顆內(nèi)行星卻由巖石構(gòu)成呢？這返回目錄下一頁上一頁與它們的位置有著極大的關(guān)系，這里距太陽約八億公里，非常寒冷。當(dāng)氣體巨星開始形成時，氣溫足夠低能夠產(chǎn)生固態(tài)雪并形成雪花，它們能夠聚合在一起，形成氣體巨星的內(nèi)核。大量的冰和氣體聚集起來，形成的內(nèi)核比地球大10倍，這些巨大的內(nèi)核產(chǎn)生強大的引力，把周圍的氣體都吸引過

10、來，形成了厚度達數(shù)萬公里的大氣，行星越大，引力越大，越來越多的星際塵埃和碎片被吸引到行星附近，這也成為它們衛(wèi)星的基本組成元素。 下面然我們觀看了解宇宙如何運行中關(guān)于氣體巨星的產(chǎn)生的描述。返回目錄下一頁上一頁 我們在遙遠的恒星周圍發(fā)現(xiàn)的新行星多數(shù)都是氣體巨星，它們體積龐大，就連木星也相形見絀。但由于氣體巨星內(nèi)部氣壓巨大，我們的探測器還在很淺的表層是就被會壓得粉碎，沒有任何探測器能夠深入到它們的內(nèi)核，因此其內(nèi)部所發(fā)生的一切仍然是個謎。返回目錄下一頁上一頁2.行星的演變 行星的保護盾磁場 太空可能看上去空曠無比，但事實并非如此。太空中充滿了由太陽噴射而出的物質(zhì)，太陽產(chǎn)生了強大的磁場，在表面上方形成巨

11、大的閉合磁力線，當(dāng)磁力線相遇時會觸發(fā)超高帶電粒子風(fēng)暴，這就是太陽風(fēng)。如果宇航員過多接觸太陽風(fēng)，就有可能有生命危險。 但是太陽風(fēng)對地球的威脅并不大，因為地球有一層隱形的保護盾，也就是地球內(nèi)核產(chǎn)生的磁場。隨著地球的自轉(zhuǎn)，炙熱的液體環(huán)繞著固體內(nèi)核流動，將動能轉(zhuǎn)變成磁場，從地球兩返回目錄下一頁上一頁極發(fā)射出磁能。磁場使太陽風(fēng)偏離地球，保護了大氣以及地球表面的萬物眾生。有時太陽風(fēng)與地球的磁場作用，在兩極上空形成極光，如果沒有磁場，太陽風(fēng)就會剝離地球的大氣和水分，地球就會變成一個與火星一樣的死寂星球。 氣體巨星也有磁場，和一些巖態(tài)行星一樣，但是這些磁場異常強大，木星的磁場比地球強兩萬倍，影響范圍延伸到了六

12、億公里之外的土星。和地球一樣，木星的磁場也會使太陽風(fēng)偏轉(zhuǎn)并保護木星的大氣。木星和土星不需要依靠太陽風(fēng)來產(chǎn)生極光，它們有巨大的磁場，可以發(fā)出自己的極光。錢德拉太空望遠鏡拍攝了木返回目錄下一頁上一頁星極光的美麗圖像，美國宇航局的卡西尼號探測器也拍攝了一些，這些極光證明，氣體巨星也有磁場。 火星的形成和地球一樣，然而如今的火星寒冷干燥，大氣稀薄。為什么兩個行星之間的差異如此之大？火星上曾有過火山活動的跡象，因此，它一定有過炙熱的內(nèi)核。由于火星的構(gòu)成元素與地球相同，它一定也擁有過環(huán)繞著液態(tài)金屬的熾熱內(nèi)核，因而火星也有過磁場，但是磁場又是如何消失的？ 早期的火星顯然有一個很強大的磁場，可能磁場的形成原因

13、與地球如出一轍，然而火星返回目錄下一頁上一頁比地球小，熱量散失得更快，這就是說，液態(tài)內(nèi)核可能會冷卻成固體，一旦內(nèi)核變成冰冷的固體，對流就停止了，對流一旦停止，磁場就消失了。隨著火星磁場的消失，太陽風(fēng)吹走了大氣，水也因此而蒸發(fā)，火星從此變成了寒冷荒蕪的行星。 下面，然我們觀看了解宇宙如何運行中關(guān)于太陽風(fēng)對行星磁場的影響的描述。返回目錄下一頁上一頁太陽風(fēng)對地球磁場的影響木星的磁場返回目錄下一頁上一頁極光返回目錄下一頁上一頁水與行星的演變息息相關(guān) 行星從內(nèi)核到大氣，都是在不同的引力和溫度條件下形成的，它們是塑造行星的偉大力量。還有一個元素與行星的演變息息相關(guān)，這就是水。 行星從未停止過演變，太陽系中

14、有一個行星失去了自己的大氣層，變?yōu)橐黄幻兀€有一個則因為劇烈升溫，變得如同煉獄一般。地球這顆行星也經(jīng)歷了巨大的變化，造成這一變化的原因就是水，從太空俯瞰，地球被大片的水覆蓋，成為一個蔚藍色的星球，地球看上去應(yīng)該十分潮濕，但實際上，地球是一個相對返回目錄下一頁上一頁干燥的巖態(tài)行星。所有的內(nèi)行星都形成于太陽附近，所以起初它們都很干燥，一些星球曾有水的存在，但那些水早已蒸發(fā)，或者在撞擊的過程中流失。形成地球的大碰撞能量巨大，所有的水都會蒸發(fā)殆盡，從地球上消失，地球現(xiàn)在所擁有的水實際上是天外來客。 如果我們向太陽系外望去，可以看到木星、土星、天王星和海王星這些行星都封存了大量的水分，它們的衛(wèi)星含有的水分更多，但水是如何到達地球的呢？幾乎可以肯定的是，太陽系遠端的一些小行星和彗星，它們離太陽的距離足夠遠所以能夠保留水分。數(shù)百萬水量豐沛的小彗星和小行星飛進內(nèi)太陽系，其中一些撞返回目錄下一頁上一頁上了地球。億萬年之后，小行星上的水轉(zhuǎn)移到了地球上，這才形成了現(xiàn)在幾乎覆蓋地球表面的大量水分。 下面，讓我們觀看了解宇宙如何運行中關(guān)于行星上的水的描述。返回目錄下一頁上一頁 假設(shè)地球當(dāng)時只獲得了一半的水量，那么地球表面將變得異常干燥，地球內(nèi)部的海綿狀結(jié)構(gòu)會吸收剩余的水，沒有地表水就意味著沒有生命。當(dāng)今世界之所以存在，全得益于四十億年前撞向地球的