宇宙的起源PPT课件

1、宇宙的起源宇宙的起源第五讲第五讲 行星的产生与演变行星的产生与演变行行星星是如何产生的是如何产生的？它们是如何运转的？它们是如何运转的？现在我们将揭开这些问题的答案！现在我们将揭开这些问题的答案！返回目录下一页上一页行星又是如何演变的行星又是如何演变的？地球上的水是地球上的水是怎样得到的怎样得到的？产生与演变产生与演变行星行星返回目录下一页上一页一、行星 行星通常指自身不发光的球体，环绕着恒行星通常指自身不发光的球体，环绕着恒星运转的天体。一般来说行星需具有一定质量，星运转的天体。一般来说行星需具有一定质量，行星的质量要足够的大（相对于月球）行星的质量要足够的大（相对于月球） 且近似且近似于圆

2、球状，自身不能像恒星那样发生核聚变反于圆球状，自身不能像恒星那样发生核聚变反应。应。 宇宙中密布着无数星系、气体云、恒星和宇宙中密布着无数星系、气体云、恒星和行星，我们知道太阳系有八大行星，但与星系行星，我们知道太阳系有八大行星，但与星系中庞大的行星家族相比，它们不过是沧海一粟。中庞大的行星家族相比，它们不过是沧海一粟。 迄今为止，天文学家已经发现了四百多颗迄今为止，天文学家已经发现了四百多颗新行星，有些气体巨星是木星的五倍大，而其新行星，有些气体巨星是木星的五倍大，而其返回目录下一页上一页它它岩态行星则是地球的几倍大，有些行星的岩态行星则是地球的几倍大，有些行星的运行轨道狂乱无序，离恒星太近

3、的行星也难运行轨道狂乱无序，离恒星太近的行星也难免燃烧殆尽，但有一点是明确的，没有两颗免燃烧殆尽，但有一点是明确的，没有两颗完全相同的行星，每颗行星都独具一格。然完全相同的行星，每颗行星都独具一格。然而多数新行星因为过于遥远而无法研究，我而多数新行星因为过于遥远而无法研究，我们对行星的了解大多来自于环绕太阳运行的们对行星的了解大多来自于环绕太阳运行的八大行星，这些行星可被分为两大类，内太八大行星，这些行星可被分为两大类，内太阳系的四个岩态行星阳系的四个岩态行星水星、金星、地球水星、金星、地球和火星，外太阳系的四个气体巨星和火星，外太阳系的四个气体巨星木星、木星、土星、天王星和海王星，每个行星都

4、独具特土星、天王星和海王星，每个行星都独具特色，与众不同，它们各自的特点在色，与众不同，它们各自的特点在4646亿年前亿年前太阳系诞生时就已经形成。太阳系诞生时就已经形成。返回目录下一页上一页太阳系的八大行星返回目录下一页上一页二、行星的产生与演变产生产生 岩态行星的产生岩态行星的产生 气体巨星的产生气体巨星的产生演变演变 行星的保护盾行星的保护盾磁场磁场 水与行星水与行星的演变的演变息息相关息息相关返回目录下一页上一页1.行星的产生 岩态行星的产生 当太阳形成并开始燃烧时，产生了大量的星际尘埃和气体云，八大行星中的岩态行星和气体巨星都是由这团宇宙尘埃形成的。有些由于靠近太阳而变得太热，有些由

5、于离太阳过远而太冷，由于条件不尽相同，这种过程的最终产物也就迥然相异。行星科学家米歇尔泰勒博士认为，太阳诞生时是由硅酸盐、水蒸气、大量的氢气和甲烷与其他元素组成的均匀混合物，这些尘埃云中的元素，就像蛋糕中的原料，和烤蛋糕一样，先要搅拌原料，然后放在烤箱内返回目录下一页上一页烘焙，这就会产生变化，烘焙的产物取决于原料和烤箱温度的共同作用。太阳系内部的变化亦是如此，总体上，行星由于距太阳远近不一，它们的形成也略有不同。靠得太近，太阳的热量会将行星上的气体烧尽，将水分煮沸蒸发。只有在高温下仍能保留固体形态的物质，如金属和岩石才能幸存，因此靠近太阳的只有岩态行星，而远离太阳的行星就完全不同了，行星上的

6、气体成分最终决定了这些行星的种类。 地球物理学家丹英斯罗普教授说：“太阳系的形成取决于气体云的类型，如果太阳系内部物质元素贫乏，就无法产生类地行星，而是产生更多的气体巨星，如此一来，太阳系中就返回目录下一页上一页不会有岩态行星。”如果要产生岩态行星，气云中就必须富含金属和岩石，接下来就要降低温度。随着温度下降，沸点高的元素开始凝固成固体形成非常微小的矿物质微粒，假以时日，这些微粒开始聚集，相互撞击，变成稍大的尘埃微粒然后逐步积聚增大，这个过程叫做吸积，这堆物质体积不断膨胀形成石块，岩石再相互撞击形成巨石，进而形成更大的岩石。“最终产生了一个巨大的物体，自身引力足以吸附其它物质，因此，这个庞然大

7、物不再靠撞击增加质量，而是主动吸附物质。”天文学家菲尔佩雷特博士说道。返回目录下一页上一页 我们的太阳系在诞生之初有约一百个幼年行星，一个行星要变为球形直径必须达到约八百公里，这样才具备足够的引力将自己压成球形，任何小于该尺寸的天体都是不规则形状,由于球形幼年行星不断吞噬物质，每次撞击都将使它更加炙热，直到开始熔化。现在引力开始将重物质从轻物质中分离出来，较轻的物质会漂浮到表壳层，而较重的金属等物质则不断下沉，在行星中心形成一个致密的内核。幼小的行星终于初具雏形，但是现在它们还要经历一个剧烈的破坏期，这一残酷的阶段将会决定哪些行星会生存下来，哪些行星终将消亡。 下面让我们观看了解宇宙如何运行中

8、关于岩态行星的产生的描述。返回目录下一页上一页 地球物理学家丹莱斯罗普教授说：“如果行星与富含金属的天体发生了碰撞，这些金属块就会降沉到后来形成的内核中，倘若碰上重量轻的冰冻物体，就有可能四处漂浮并形成部分地壳。”这四个靠近太阳的岩态行星即将成形，它们拥有炙热坚固的铁质内核，内核周围是一层液态铁，被一层炽热的岩石包裹，最外面的一层就是地壳层。这些岩态行星都是由共同的基本物质以同样的方式形成的，但是每个行星都独具特色，体积不同，命运也迥然不同。返回目录下一页上一页气体巨星的产生 火星、地球、金星和水星这几个岩态行星都在距离太阳2.4亿公里的范围内形成，但是四倍于这个距离以外的行星与它们截然不同，

9、这些体积巨大的行星由气体组成，完全没有固态表面。迄今为止，天文学家已经发现了四百多个远在太阳系之外的新行星，几乎所有的新行星都是由气体构成的庞然大物，太阳系中也有四颗这样的气体巨星。木星、土星、天王星、海王星都拥有很厚很浑浊的大气，其中有大量的氢气、氦气和甲烷。为什么这四颗外行星由气体构成，而四颗内行星却由岩石构成呢？这返回目录下一页上一页与它们的位置有着极大的关系，这里距太阳约八亿公里，非常寒冷。当气体巨星开始形成时，气温足够低能够产生固态雪并形成雪花，它们能够聚合在一起，形成气体巨星的内核。大量的冰和气体聚集起来，形成的内核比地球大10倍，这些巨大的内核产生强大的引力，把周围的气体都吸引过

10、来，形成了厚度达数万公里的大气，行星越大，引力越大，越来越多的星际尘埃和碎片被吸引到行星附近，这也成为它们卫星的基本组成元素。 下面然我们观看了解宇宙如何运行中关于气体巨星的产生的描述。返回目录下一页上一页 我们在遥远的恒星周围发现的新行星多数都是气体巨星，它们体积庞大，就连木星也相形见绌。但由于气体巨星内部气压巨大，我们的探测器还在很浅的表层是就被会压得粉碎，没有任何探测器能够深入到它们的内核，因此其内部所发生的一切仍然是个谜。返回目录下一页上一页2.行星的演变 行星的保护盾磁场 太空可能看上去空旷无比，但事实并非如此。太空中充满了由太阳喷射而出的物质，太阳产生了强大的磁场，在表面上方形成巨

11、大的闭合磁力线，当磁力线相遇时会触发超高带电粒子风暴，这就是太阳风。如果宇航员过多接触太阳风，就有可能有生命危险。 但是太阳风对地球的威胁并不大，因为地球有一层隐形的保护盾，也就是地球内核产生的磁场。随着地球的自转，炙热的液体环绕着固体内核流动，将动能转变成磁场，从地球两返回目录下一页上一页极发射出磁能。磁场使太阳风偏离地球，保护了大气以及地球表面的万物众生。有时太阳风与地球的磁场作用，在两极上空形成极光，如果没有磁场，太阳风就会剥离地球的大气和水分，地球就会变成一个与火星一样的死寂星球。 气体巨星也有磁场，和一些岩态行星一样，但是这些磁场异常强大，木星的磁场比地球强两万倍，影响范围延伸到了六

12、亿公里之外的土星。和地球一样，木星的磁场也会使太阳风偏转并保护木星的大气。木星和土星不需要依靠太阳风来产生极光，它们有巨大的磁场，可以发出自己的极光。钱德拉太空望远镜拍摄了木返回目录下一页上一页星极光的美丽图像，美国宇航局的卡西尼号探测器也拍摄了一些，这些极光证明，气体巨星也有磁场。 火星的形成和地球一样，然而如今的火星寒冷干燥，大气稀薄。为什么两个行星之间的差异如此之大？火星上曾有过火山活动的迹象，因此，它一定有过炙热的内核。由于火星的构成元素与地球相同，它一定也拥有过环绕着液态金属的炽热内核，因而火星也有过磁场，但是磁场又是如何消失的？ 早期的火星显然有一个很强大的磁场，可能磁场的形成原因

13、与地球如出一辙，然而火星返回目录下一页上一页比地球小，热量散失得更快，这就是说，液态内核可能会冷却成固体，一旦内核变成冰冷的固体，对流就停止了，对流一旦停止，磁场就消失了。随着火星磁场的消失，太阳风吹走了大气，水也因此而蒸发，火星从此变成了寒冷荒芜的行星。 下面，然我们观看了解宇宙如何运行中关于太阳风对行星磁场的影响的描述。返回目录下一页上一页太阳风对地球磁场的影响木星的磁场返回目录下一页上一页极光返回目录下一页上一页水与行星的演变息息相关 行星从内核到大气，都是在不同的引力和温度条件下形成的，它们是塑造行星的伟大力量。还有一个元素与行星的演变息息相关，这就是水。 行星从未停止过演变，太阳系中

14、有一个行星失去了自己的大气层，变为一片不毛之地，还有一个则因为剧烈升温，变得如同炼狱一般。地球这颗行星也经历了巨大的变化，造成这一变化的原因就是水，从太空俯瞰，地球被大片的水覆盖，成为一个蔚蓝色的星球，地球看上去应该十分潮湿，但实际上，地球是一个相对返回目录下一页上一页干燥的岩态行星。所有的内行星都形成于太阳附近，所以起初它们都很干燥，一些星球曾有水的存在，但那些水早已蒸发，或者在撞击的过程中流失。形成地球的大碰撞能量巨大，所有的水都会蒸发殆尽，从地球上消失，地球现在所拥有的水实际上是天外来客。 如果我们向太阳系外望去，可以看到木星、土星、天王星和海王星这些行星都封存了大量的水分，它们的卫星含有的水分更多，但水是如何到达地球的呢？几乎可以肯定的是，太阳系远端的一些小行星和彗星，它们离太阳的距离足够远所以能够保留水分。数百万水量丰沛的小彗星和小行星飞进内太阳系，其中一些撞返回目录下一页上一页上了地球。亿万年之后，小行星上的水转移到了地球上，这才形成了现在几乎覆盖地球表面的大量水分。 下面，让我们观看了解宇宙如何运行中关于行星上的水的描述。返回目录下一页上一页 假设地球当时只获得了一半的水量，那么地球表面将变得异常干燥，地球内部的海绵状结构会吸收剩余的水，没有地表水就意味着没有生命。当今世界之所以存在，全得益于四十亿年前撞向地球的