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宇宙大爆炸与太阳系的形成长江大学 地球化学系 路远发 Lyuanfa@163.com http://www.geokit.cn 2/402/
第二讲 宇宙大爆炸与太阳系的形成宇宙大爆炸与太阳系的形成长江大学 地球化学系 路远发 Lyuanfa@163.com http://www.geokit.cn 3/40
地球化学是研究地球及子系统 (含部分宇宙体 )的化学组成、化学机制 (作用 )
和化学演化的科学从研究对象来看：地球及其子系统 (地壳、地幔、及其自然作用体系，如岩浆作用、沉积作用、变质作用、成矿作用、
表生作用、生态环境等 )，目前正在向宇宙天体拓展从研究的形式来看：主要是元素 (同位素 )在自然界的化学运动形式从研究时间来看：包涵了整个地球、地壳演化和全部作用时间； 对单个元素 (同位素 )来讲，是研究它们的发生、不断发展及螺旋式演化的全部历史。
地球化学是地质学与化学相结合的一门边缘科学,但本质上隶属于地球科学。
复习宇宙大爆炸与太阳系的形成长江大学 地球化学系 路远发 Lyuanfa@163.com http://www.geokit.cn 4/40
第一节 混沌初开 --宇宙始于大爆炸？
,混沌初开，乾坤始奠。轻清者上浮为天，
重浊者下凝为地,。
－ 中国古代的贤哲
作为自然科学研究的具体对象，宇宙是一个有限的客观存在。这样一个宇宙，应该有它的开端。
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宇宙是怎样开端的呢？
20世纪初，天文学家斯里弗尔 (V.M,Slipher,1875-
1969) 在观测银河系外的仙女座大星云时，取得 15个星系的光谱资料，经过研究,发现其中 13个正在以每秒数十万米的高速退行，即离开我们愈来愈远。
1929年，哈勃 (E.P,Hubble,1889-1953) 根据观测到的河外星系正在退行的资料，提出：一个星系退行的速度和它与我们 (地球 )的距离成正比，即离得愈远退行愈快。这个发现告诉我们，我们周围的星系正在四散离开，也可以说我们已知的宇宙正在膨胀。
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爱因斯坦 (Albert Einstien,1879-
1955) 在 1916年提出的广义相对论,
从而 演绎出宇宙在膨胀的理论 。
哈勃的发现被认为是对这些理论的验证。以后的天文观测继续有新的发现，证明宇宙在膨胀，曾测到有的河外星系之间，正以每小时
2,500,000km的速度在拉开距离。
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大爆炸 (BIG BANG)
比利时天文学家勒梅特 (G.E.Lematre,1894-
1966) 1927年就提出
宇宙为什么会膨胀呢？
膨胀的宇宙会不会是爆炸的产物呢？
BIG BANG－大爆炸
– 宇宙的全部物质，当初都集中在一个,原始原子,(或称宇宙蛋 )里，异常紧密
– 温度约 1032 ° K，绝对温度 1亿亿亿亿度
– 显然这只能维持极其暂短的平衡，一旦平衡破坏，
就发生大爆炸，原始原子迅速膨胀，逐渐扩展成为我们的宇宙宇宙大爆炸与太阳系的形成长江大学 地球化学系 路远发 Lyuanfa@163.com http://www.geokit.cn 8/40
现在认识：
大爆炸后 1秒钟，温度降到 1010 ° K，
粒子间的强相互作用、弱相互作用、电磁力和引力开始分开。
在高温下处于基本粒子状态的物质，随着温度的降低，聚合成各类原子宇宙大爆炸与太阳系的形成长江大学 地球化学系 路远发 Lyuanfa@163.com http://www.geokit.cn 9/40
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约在大爆炸后 50 - 100万年首先由电子和质子合成氢原子接着是氦原子也大量生成了随后其他所有元素的原子从轻到重依次聚合而成
爆炸后 100万年到 20亿年逐步形成各类天体星系宇宙大爆炸与太阳系的形成长江大学 地球化学系 路远发 Lyuanfa@163.com http://www.geokit.cn 11/40
怎麽能证明 150亿年前发生过这样的大爆炸呢？ 证据在哪？
1,爆炸形成的宇宙一直在降温，恒星是在降到 40000K以下时才开始形成。现在测得最老的星系的年龄都只有 100多亿年，符合这个理论的推断。
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2,盖莫夫的预言与 彭兹亚斯和威尔逊发现
特别是盖莫夫 (G Gamow，
1904-1968)预言：在大爆炸的特殊宇宙背景下产生出来的微波辐射，至今还存在于宇宙空间中，其温度应已降低到只有绝对温度几度。
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彭兹亚斯 (A.A.Penzias )和威尔逊
(R.W.Wilson)发现：
1964年，威尔逊山上一台高灵敏度的射电天文望远镜，在各个方向都测得一种 3K的微波背景辐射。大爆炸理论得到了有力的支持。
为此他们得到了 1978年的诺贝尔物理学奖金。
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3,其它证据：
现在测得的不同天体上氦的丰度，即它在天体中的含量，一般都达到 30%左右，仅仅太阳上那种氢合成氦的作用，是不能造出这么多氦的，而大爆炸能做到因爆炸而使星系间的距离拉开，
更已是熟知的事实天文观测中已多次记录到超新星爆炸另外新近得到的两个黑洞撞击爆炸的信息，都可以作为佐证。
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第二节 太阳系的起源
大爆炸发生约 100亿年之后才出现太阳系
首先,让我们从回顾有关太阳系的天文学资料开始我们的研究。总结和归纳一下根据几个世纪以来天文观察和计算的传统认识，可以使我们的研究工作做得更加扎实可靠。我们将以往的研究成果，至少是已有定论的确凿发现归纳如下：
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行星都是沿,椭圆形,(实际上接近正圆形 )轨道围绕太阳旋转的；
这些轨道都位于同一,平面,上并形成一个名符其实的,圆盘,，
而不是位于空间的各个方向。这个圆盘垂直于太阳的旋转轴；
行星在轨道上的运行有一定规律，当它靠近太阳时，行速度就变快，当它远离太阳时，运行速度就变慢；
行星的旋转周期取决于行星与太阳的距离。距离太阳远，行星旋转得也愈慢；
行星沿轨道运行，人们称之为公转，它们的公转方向相同，也即太阳自转的方向。它们的公转方向也是自转方向 (只有金星和天王星例外 )，行星的旋转轴几乎垂直于黄道面以上这些就是开普勒 (Johannes Kepler)发现和由牛顿解释的天体力学定律。
开普勒的太阳系模式宇宙大爆炸与太阳系的形成长江大学 地球化学系 路远发 Lyuanfa@163.com http://www.geokit.cn 17/40
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2006-8-24，经过来自 75个国家的 2500多名天文学家对,行星,的定义进行了投票。定义规定，行星必须能够清除其轨道附近的其它物体。
自从 1930年发现冥王星以来，就普遍认定它是一颗行星。然而不幸的是，冥王星的轨道很特殊，与海王星是相交的。而和海王星比起来，冥王星体积又太小。因此当两颗行星靠近时，冥王星就被海王星的引力吸过去了。
冥王星被剔出了行星行列，得了一个暂住证，并新开一派，命名为 Plutonian Objects
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提丢斯 —波得定 律
概括地说，就是每个行星与太阳的距离即这个行星与它在太阳系内相邻最近行星间距离的 2倍。定律是用,天文单位,来表示的，一个天文单位相当于从太阳到地球的距离。
这个定律是非常精确的，但有一点例外：即 火星与木星之间的距离与博德的预言不同,两星之间不存在另一颗行星，
而是存在着无数的小型固体物质 ——小行星。
十八世纪，德国数学家提丢斯 (Johannes Titius)提出一个公式，能十分精确地表示出各行星之间相对距离的数字关系。这个公式，在 1772年由柏林天文台台长波得
(Johann Bode)公布于众，被称为提丢斯 -波得法则。
L=0.4+0.3× K (K=0,1,2,4,8,16,32,64)
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提丢斯 ——波得定 律宇宙大爆炸与太阳系的形成长江大学 地球化学系 路远发 Lyuanfa@163.com http://www.geokit.cn 21/40
小行星带宇宙大爆炸与太阳系的形成长江大学 地球化学系 路远发 Lyuanfa@163.com http://www.geokit.cn 22/40
1、布丰 (Buffon,1749)的灾变说
布丰的假说是在 1749年提出的，他认为在宇宙历史的某一时刻曾经发生过 ‘‘ 灾变 "。
那时有一颗慧星 (当时把慧星也看成了一颗真正的星球 )与太阳发生碰撞，使太阳抛出了一种纤维状物质，这些物质经冷却凝聚，
就形成了串珠状分布的一系列行星。
太阳系起源的两种假说宇宙大爆炸与太阳系的形成长江大学 地球化学系 路远发 Lyuanfa@163.com http://www.geokit.cn 23/40
二、康德和拉普拉斯的星云说
哲学家康德 (Immanuel Kant,1724-1804)在献给普鲁士国王的,自然通史和天体理论,中假定：最初
“整个宇宙的物质都处于分散的状态，并由此造成一种完全的混沌”，,构成我们太阳系的星球的物质，在太初时都分解为基本微粒，充满整个的宇宙空间，现在已形成的星体就在这空间中运转”。他认为是万有引力的作用，使这些原始的弥漫物质逐渐分别凝聚，形成了太阳系内的各天体。
1,康德的星云说宇宙大爆炸与太阳系的形成长江大学 地球化学系 路远发 Lyuanfa@163.com http://www.geokit.cn 24/40
二、康德和拉普拉斯的星云说
拉普拉斯 (P.S.Laplace,1749-1827)虽没看到过康德的书，但他自己独立提出的见解却与康德大同小异，而且充实了星云说旋转星云析出圆环，圆环一次又一次地被分出来，并分别凝聚结成行星，
行星周围的卫星也有着类似的形成过程
星云中心部分则收缩成为太阳（不知热核反应）
2,拉普拉斯的星云说宇宙大爆炸与太阳系的形成长江大学 地球化学系 路远发 Lyuanfa@163.com http://www.geokit.cn 25/40
康德和拉普拉斯分别在 1800年前后提出了一种类似的假说。他们认为，太阳系 ——即太阳 +行星的形成，是在没有外力的作用下形成的。太阳是由旋转着的气体星云发生收缩而形成的。这种星云很快变成一个圆盘状，星云盘的中间是一个鼓起的圆球，圆球在逐渐变大。随着圆球体积的增大，其旋转速度随之加快，对圆球产生的离心力也随之增大。因而使正在形成中的原始太阳不时地抛出许多环状物质，这些环状物质经固结就形成了我们今天所知的一系列行星
目前大多数科学家都认为星云说最接近实际情况二、康德和拉普拉斯的星云说宇宙大爆炸与太阳系的形成长江大学 地球化学系 路远发 Lyuanfa@163.com http://www.geokit.cn 26/40
三、行星的吸积
到目前为止，被公认的关于行星吸积的理论是引力坍缩的理论。所有的天文学家和物理学家都同意这一点。经过冷却而形成尘埃的气体星云在局部地点聚集起来。这时，所有微粒之间的引力大于热骚动 (其作用方向是分散的 )，星云突然收缩形成内破裂。一个行星的形成就是发生一次,灾变,的结果,,灾变 ’’ 是在一个非常短暂的时间里突发的。总之，行星是象恒星一样形成的。
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吸积的具体过程又是如何进行的呢?
固体颗粒首先吸积形成小圆珠，然后这些小圆珠又吸积形成小圆球，小圆球又聚集成大圆球，如此等等。随着吸积过程的发展，小颗粒物体的数量逐渐减少，大物体的比例逐渐增大。
在太阳系里，所有的物体都在运动着，都按照它自己的椭圆形轨道围绕太阳旋转。每一个固体物体，也就是人们所说的每一个,星子,，都有其自己的运行轨道和速度。
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吸积的具体过程又是如何进行的呢?
1,当两个大小相同的星子两个星子相遇时，会出现以下几种情况：
它们可能发生碰撞，碰撞后又回弹，各自又朝着一个新的方向运行；
它们可能发生猛烈的碰撞，彼此撞成了无数更小的块体而散落在空中继续运行；
或它们在碰撞后相互聚合成更大的圆球 (显然这对于了解行星形成的研究来说是一个有用的假说 )。
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吸积过程
2,当大小不同的星子相遇时，小的星子被大的星子吸引并依附于大星子上，大星子的质量因此增加。陨石坠落在地球上被地球接纳就属于这种情况。
总而言之，行星的形成过程就象是打一场大规模的雪球仗。在这场大战中，有的雪球回弹，
有的雪球被击碎，有的雪球则彼此结合，最终结果就是出现一个巨大的圆球，一个聚合了周围所有雪花的,行星球,。
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此外，行星球要达到相当大的体积 (半径 1 000多公里 )，才能具有可塑性，才能在旋转力和重力的双重作用下变成圆形的球体。火星的卫星,火卫一,，
其半径为 1 5公里，象是一个大土豆。月球的半径为 1700公里，是一个圆球。其它卫星和行星也无不如此。不过,,土卫一,和,土卫二 ’’ 的半径虽只有 200公里，但却是圆球形的。原因是这两颗卫星都是由冰组成的，它们比起岩石组成的星体来，
具有更大的可塑性，也更容易变形。
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吸积说的证据：
月球表面的陨石坑宇宙大爆炸与太阳系的形成长江大学 地球化学系 路远发 Lyuanfa@163.com http://www.geokit.cn 32/40
月球表面的一个陨石坑，其直径大约在 30公里左右。它位于月球的背面，那里比我们通常所看到的月球正面更加粗糙。这张照片是阿波罗 11号飞船在 1969年绕月飞行时所拍摄的。
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吸积说的证据：水星表面的陨石坑宇宙大爆炸与太阳系的形成长江大学 地球化学系 路远发 Lyuanfa@163.com http://www.geokit.cn 34/40
土星卫星表面宇宙大爆炸与太阳系的形成长江大学 地球化学系 路远发 Lyuanfa@163.com http://www.geokit.cn 35/40
吸积说的证据：
土卫五表面的陨石坑宇宙大爆炸与太阳系的形成长江大学 地球化学系 路远发 Lyuanfa@163.com http://www.geokit.cn 36/40
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火星的陨石坑宇宙大爆炸与太阳系的形成长江大学 地球化学系 路远发 Lyuanfa@163.com http://www.geokit.cn 38/40
谷神星
小行星带中的大个子宇宙大爆炸与太阳系的形成长江大学 地球化学系 路远发 Lyuanfa@163.com http://www.geokit.cn 39/40
大约５万年前，一颗重达 30万吨的小行星以每秒 12公里的高速冲进地球大气层，在如今的 美国亚利桑那州 留下方圆约１公里、深
200多米的大坑。它就是著名的巴林杰陨石坑，被称为
,全世界第一个被科学家确认的陨石坑,。
全球已发现 100多个陨石坑,巴林杰 虽然不是最大的，却是保存最完好的宇宙大爆炸与太阳系的形成长江大学 地球化学系 路远发 Lyuanfa@163.com http://www.geokit.cn 40/40
太阳的归宿宇宙大爆炸与太阳系的形成长江大学 地球化学系 路远发 Lyuanfa@163.com http://www.geokit.cn 41/40
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第二讲 宇宙大爆炸与太阳系的形成宇宙大爆炸与太阳系的形成长江大学 地球化学系 路远发 Lyuanfa@163.com http://www.geokit.cn 3/40
地球化学是研究地球及子系统 (含部分宇宙体 )的化学组成、化学机制 (作用 )
和化学演化的科学从研究对象来看：地球及其子系统 (地壳、地幔、及其自然作用体系，如岩浆作用、沉积作用、变质作用、成矿作用、
表生作用、生态环境等 )，目前正在向宇宙天体拓展从研究的形式来看：主要是元素 (同位素 )在自然界的化学运动形式从研究时间来看：包涵了整个地球、地壳演化和全部作用时间； 对单个元素 (同位素 )来讲，是研究它们的发生、不断发展及螺旋式演化的全部历史。
地球化学是地质学与化学相结合的一门边缘科学,但本质上隶属于地球科学。
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第一节 混沌初开 --宇宙始于大爆炸？
,混沌初开，乾坤始奠。轻清者上浮为天，
重浊者下凝为地,。
－ 中国古代的贤哲
作为自然科学研究的具体对象，宇宙是一个有限的客观存在。这样一个宇宙，应该有它的开端。
宇宙大爆炸与太阳系的形成长江大学 地球化学系 路远发 Lyuanfa@163.com http://www.geokit.cn 5/40
宇宙是怎样开端的呢？
20世纪初，天文学家斯里弗尔 (V.M,Slipher,1875-
1969) 在观测银河系外的仙女座大星云时，取得 15个星系的光谱资料，经过研究,发现其中 13个正在以每秒数十万米的高速退行，即离开我们愈来愈远。
1929年，哈勃 (E.P,Hubble,1889-1953) 根据观测到的河外星系正在退行的资料，提出：一个星系退行的速度和它与我们 (地球 )的距离成正比，即离得愈远退行愈快。这个发现告诉我们，我们周围的星系正在四散离开，也可以说我们已知的宇宙正在膨胀。
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爱因斯坦 (Albert Einstien,1879-
1955) 在 1916年提出的广义相对论,
从而 演绎出宇宙在膨胀的理论 。
哈勃的发现被认为是对这些理论的验证。以后的天文观测继续有新的发现，证明宇宙在膨胀，曾测到有的河外星系之间，正以每小时
2,500,000km的速度在拉开距离。
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大爆炸 (BIG BANG)
比利时天文学家勒梅特 (G.E.Lematre,1894-
1966) 1927年就提出
宇宙为什么会膨胀呢？
膨胀的宇宙会不会是爆炸的产物呢？
BIG BANG－大爆炸
– 宇宙的全部物质，当初都集中在一个,原始原子,(或称宇宙蛋 )里，异常紧密
– 温度约 1032 ° K，绝对温度 1亿亿亿亿度
– 显然这只能维持极其暂短的平衡，一旦平衡破坏，
就发生大爆炸，原始原子迅速膨胀，逐渐扩展成为我们的宇宙宇宙大爆炸与太阳系的形成长江大学 地球化学系 路远发 Lyuanfa@163.com http://www.geokit.cn 8/40
现在认识：
大爆炸后 1秒钟，温度降到 1010 ° K，
粒子间的强相互作用、弱相互作用、电磁力和引力开始分开。
在高温下处于基本粒子状态的物质，随着温度的降低，聚合成各类原子宇宙大爆炸与太阳系的形成长江大学 地球化学系 路远发 Lyuanfa@163.com http://www.geokit.cn 9/40
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约在大爆炸后 50 - 100万年首先由电子和质子合成氢原子接着是氦原子也大量生成了随后其他所有元素的原子从轻到重依次聚合而成
爆炸后 100万年到 20亿年逐步形成各类天体星系宇宙大爆炸与太阳系的形成长江大学 地球化学系 路远发 Lyuanfa@163.com http://www.geokit.cn 11/40
怎麽能证明 150亿年前发生过这样的大爆炸呢？ 证据在哪？
1,爆炸形成的宇宙一直在降温，恒星是在降到 40000K以下时才开始形成。现在测得最老的星系的年龄都只有 100多亿年，符合这个理论的推断。
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2,盖莫夫的预言与 彭兹亚斯和威尔逊发现
特别是盖莫夫 (G Gamow，
1904-1968)预言：在大爆炸的特殊宇宙背景下产生出来的微波辐射，至今还存在于宇宙空间中，其温度应已降低到只有绝对温度几度。
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彭兹亚斯 (A.A.Penzias )和威尔逊
(R.W.Wilson)发现：
1964年，威尔逊山上一台高灵敏度的射电天文望远镜，在各个方向都测得一种 3K的微波背景辐射。大爆炸理论得到了有力的支持。
为此他们得到了 1978年的诺贝尔物理学奖金。
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3,其它证据：
现在测得的不同天体上氦的丰度，即它在天体中的含量，一般都达到 30%左右，仅仅太阳上那种氢合成氦的作用，是不能造出这么多氦的，而大爆炸能做到因爆炸而使星系间的距离拉开，
更已是熟知的事实天文观测中已多次记录到超新星爆炸另外新近得到的两个黑洞撞击爆炸的信息，都可以作为佐证。
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第二节 太阳系的起源
大爆炸发生约 100亿年之后才出现太阳系
首先,让我们从回顾有关太阳系的天文学资料开始我们的研究。总结和归纳一下根据几个世纪以来天文观察和计算的传统认识，可以使我们的研究工作做得更加扎实可靠。我们将以往的研究成果，至少是已有定论的确凿发现归纳如下：
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行星都是沿,椭圆形,(实际上接近正圆形 )轨道围绕太阳旋转的；
这些轨道都位于同一,平面,上并形成一个名符其实的,圆盘,，
而不是位于空间的各个方向。这个圆盘垂直于太阳的旋转轴；
行星在轨道上的运行有一定规律，当它靠近太阳时，行速度就变快，当它远离太阳时，运行速度就变慢；
行星的旋转周期取决于行星与太阳的距离。距离太阳远，行星旋转得也愈慢；
行星沿轨道运行，人们称之为公转，它们的公转方向相同，也即太阳自转的方向。它们的公转方向也是自转方向 (只有金星和天王星例外 )，行星的旋转轴几乎垂直于黄道面以上这些就是开普勒 (Johannes Kepler)发现和由牛顿解释的天体力学定律。
开普勒的太阳系模式宇宙大爆炸与太阳系的形成长江大学 地球化学系 路远发 Lyuanfa@163.com http://www.geokit.cn 17/40
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2006-8-24，经过来自 75个国家的 2500多名天文学家对,行星,的定义进行了投票。定义规定，行星必须能够清除其轨道附近的其它物体。
自从 1930年发现冥王星以来，就普遍认定它是一颗行星。然而不幸的是，冥王星的轨道很特殊，与海王星是相交的。而和海王星比起来，冥王星体积又太小。因此当两颗行星靠近时，冥王星就被海王星的引力吸过去了。
冥王星被剔出了行星行列，得了一个暂住证，并新开一派，命名为 Plutonian Objects
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提丢斯 —波得定 律
概括地说，就是每个行星与太阳的距离即这个行星与它在太阳系内相邻最近行星间距离的 2倍。定律是用,天文单位,来表示的，一个天文单位相当于从太阳到地球的距离。
这个定律是非常精确的，但有一点例外：即 火星与木星之间的距离与博德的预言不同,两星之间不存在另一颗行星，
而是存在着无数的小型固体物质 ——小行星。
十八世纪，德国数学家提丢斯 (Johannes Titius)提出一个公式，能十分精确地表示出各行星之间相对距离的数字关系。这个公式，在 1772年由柏林天文台台长波得
(Johann Bode)公布于众，被称为提丢斯 -波得法则。
L=0.4+0.3× K (K=0,1,2,4,8,16,32,64)
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1、布丰 (Buffon,1749)的灾变说
布丰的假说是在 1749年提出的，他认为在宇宙历史的某一时刻曾经发生过 ‘‘ 灾变 "。
那时有一颗慧星 (当时把慧星也看成了一颗真正的星球 )与太阳发生碰撞，使太阳抛出了一种纤维状物质，这些物质经冷却凝聚，
就形成了串珠状分布的一系列行星。
太阳系起源的两种假说宇宙大爆炸与太阳系的形成长江大学 地球化学系 路远发 Lyuanfa@163.com http://www.geokit.cn 23/40
二、康德和拉普拉斯的星云说
哲学家康德 (Immanuel Kant,1724-1804)在献给普鲁士国王的,自然通史和天体理论,中假定：最初
“整个宇宙的物质都处于分散的状态，并由此造成一种完全的混沌”，,构成我们太阳系的星球的物质，在太初时都分解为基本微粒，充满整个的宇宙空间，现在已形成的星体就在这空间中运转”。他认为是万有引力的作用，使这些原始的弥漫物质逐渐分别凝聚，形成了太阳系内的各天体。
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二、康德和拉普拉斯的星云说
拉普拉斯 (P.S.Laplace,1749-1827)虽没看到过康德的书，但他自己独立提出的见解却与康德大同小异，而且充实了星云说旋转星云析出圆环，圆环一次又一次地被分出来，并分别凝聚结成行星，
行星周围的卫星也有着类似的形成过程
星云中心部分则收缩成为太阳（不知热核反应）
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康德和拉普拉斯分别在 1800年前后提出了一种类似的假说。他们认为，太阳系 ——即太阳 +行星的形成，是在没有外力的作用下形成的。太阳是由旋转着的气体星云发生收缩而形成的。这种星云很快变成一个圆盘状，星云盘的中间是一个鼓起的圆球，圆球在逐渐变大。随着圆球体积的增大，其旋转速度随之加快，对圆球产生的离心力也随之增大。因而使正在形成中的原始太阳不时地抛出许多环状物质，这些环状物质经固结就形成了我们今天所知的一系列行星
目前大多数科学家都认为星云说最接近实际情况二、康德和拉普拉斯的星云说宇宙大爆炸与太阳系的形成长江大学 地球化学系 路远发 Lyuanfa@163.com http://www.geokit.cn 26/40
三、行星的吸积
到目前为止，被公认的关于行星吸积的理论是引力坍缩的理论。所有的天文学家和物理学家都同意这一点。经过冷却而形成尘埃的气体星云在局部地点聚集起来。这时，所有微粒之间的引力大于热骚动 (其作用方向是分散的 )，星云突然收缩形成内破裂。一个行星的形成就是发生一次,灾变,的结果,,灾变 ’’ 是在一个非常短暂的时间里突发的。总之，行星是象恒星一样形成的。
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吸积的具体过程又是如何进行的呢?
固体颗粒首先吸积形成小圆珠，然后这些小圆珠又吸积形成小圆球，小圆球又聚集成大圆球，如此等等。随着吸积过程的发展，小颗粒物体的数量逐渐减少，大物体的比例逐渐增大。
在太阳系里，所有的物体都在运动着，都按照它自己的椭圆形轨道围绕太阳旋转。每一个固体物体，也就是人们所说的每一个,星子,，都有其自己的运行轨道和速度。
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吸积的具体过程又是如何进行的呢?
1,当两个大小相同的星子两个星子相遇时，会出现以下几种情况：
它们可能发生碰撞，碰撞后又回弹，各自又朝着一个新的方向运行；
它们可能发生猛烈的碰撞，彼此撞成了无数更小的块体而散落在空中继续运行；
或它们在碰撞后相互聚合成更大的圆球 (显然这对于了解行星形成的研究来说是一个有用的假说 )。
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吸积过程
2,当大小不同的星子相遇时，小的星子被大的星子吸引并依附于大星子上，大星子的质量因此增加。陨石坠落在地球上被地球接纳就属于这种情况。
总而言之，行星的形成过程就象是打一场大规模的雪球仗。在这场大战中，有的雪球回弹，
有的雪球被击碎，有的雪球则彼此结合，最终结果就是出现一个巨大的圆球，一个聚合了周围所有雪花的,行星球,。
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此外，行星球要达到相当大的体积 (半径 1 000多公里 )，才能具有可塑性，才能在旋转力和重力的双重作用下变成圆形的球体。火星的卫星,火卫一,，
其半径为 1 5公里，象是一个大土豆。月球的半径为 1700公里，是一个圆球。其它卫星和行星也无不如此。不过,,土卫一,和,土卫二 ’’ 的半径虽只有 200公里，但却是圆球形的。原因是这两颗卫星都是由冰组成的，它们比起岩石组成的星体来，
具有更大的可塑性，也更容易变形。
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吸积说的证据：
月球表面的陨石坑宇宙大爆炸与太阳系的形成长江大学 地球化学系 路远发 Lyuanfa@163.com http://www.geokit.cn 32/40
月球表面的一个陨石坑，其直径大约在 30公里左右。它位于月球的背面，那里比我们通常所看到的月球正面更加粗糙。这张照片是阿波罗 11号飞船在 1969年绕月飞行时所拍摄的。
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吸积说的证据：水星表面的陨石坑宇宙大爆炸与太阳系的形成长江大学 地球化学系 路远发 Lyuanfa@163.com http://www.geokit.cn 34/40
土星卫星表面宇宙大爆炸与太阳系的形成长江大学 地球化学系 路远发 Lyuanfa@163.com http://www.geokit.cn 35/40
吸积说的证据：
土卫五表面的陨石坑宇宙大爆炸与太阳系的形成长江大学 地球化学系 路远发 Lyuanfa@163.com http://www.geokit.cn 36/40
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火星的陨石坑宇宙大爆炸与太阳系的形成长江大学 地球化学系 路远发 Lyuanfa@163.com http://www.geokit.cn 38/40
谷神星
小行星带中的大个子宇宙大爆炸与太阳系的形成长江大学 地球化学系 路远发 Lyuanfa@163.com http://www.geokit.cn 39/40
大约５万年前，一颗重达 30万吨的小行星以每秒 12公里的高速冲进地球大气层，在如今的 美国亚利桑那州 留下方圆约１公里、深
200多米的大坑。它就是著名的巴林杰陨石坑，被称为
,全世界第一个被科学家确认的陨石坑,。
全球已发现 100多个陨石坑,巴林杰 虽然不是最大的，却是保存最完好的宇宙大爆炸与太阳系的形成长江大学 地球化学系 路远发 Lyuanfa@163.com http://www.geokit.cn 40/40
太阳的归宿宇宙大爆炸与太阳系的形成长江大学 地球化学系 路远发 Lyuanfa@163.com http://www.geokit.cn 41/40
