行星形成过程

吉林德惠同太苇塘  130315

                 陈岩

     现有理论认为，行星形成始于星云的坍缩，形成原始星盘，.宇宙尘埃颗粒通过碰撞、黏附逐渐聚集形成行星胚胎，最后通过碰撞和合并形成行星。

     行星形成有以下几种说法：

     1.星云坍缩：在由气体和尘埃组成的巨大云团中，当星云中某一部分因重力作用开始坍缩时，会形成一个旋转的圆盘，称为原行星盘。

     2.尘埃聚集：在原行星盘中，尘埃颗粒通过静电力作用，在碰撞中聚集成较大的团块，这些团块被称为行星胚胎，随着团块的增大，重力作用逐渐增强，会吸引到更多的微小物质。

     3.碰撞与合并：行星胚胎在原行星盘中，通过碰撞和合并逐渐增大，有时会发生剧烈碰撞，甚至会发生行星规模的碰撞。

     4.气体吸积：行星胚胎通过引力吸引周围的气体，形成大气层。

     5.轨道清理：成长大的行星胚胎会清理它们的轨道，通过引力吸积路径上的碎片和尘埃，形成独立的行星。

     这里主要解析太阳系中八大行星的形成过程，宇宙中其它行星也是按同样机制形成的。在原始太阳星云中，星云中的物质主要是由气体和尘埃组成的，我们知道原子是由质子、中子和核外电子组成，原子核外电子以光速在绕原子核运动，电子具有一定的动能，由于电子的运动速度极快，电子产生的动能在原子核内不断叠加，电子在单位面积上动能不断变大。虽然质子的质量是电子的7400倍，但在太空失重的条件下，没有重力，质量的大小就不起决定作用了，因此，电子运动时产生的动能，使原子核很难达到一种平衡状态，既使能达到一种平衡状态也是瞬间的，所以，电子的运动导致原子的存在状态不稳定了，并且发生了改变，这样原子就运动了，这种运动是无规则的，分子是由原子组成的，同样分子也就运动了，于是就出现了布朗运动：液体或气体分子都在不停的做无规则运动。

     物质分子运动的结果出现了碰撞、溶合、捕获和扩散。原始宇宙中物质粒子的碰撞是相当剧烈的，在地球上测得在常温和常压下理想气体的碰撞次数约为10的9次方之多。其中有一部分物质粒子在碰撞过程中，在一定条件下会相遇，当它们之间的速度不大时，或是速度差别不大的颗粒在同向运动中相遇，没有发生剧烈碰撞，它们通过分子之间的静电作用，就有机会黏附在一起发生溶合，这些溶合在一起的分子以同样方式相互碰撞溶合，物质的质量会越积越大，就这样这些物质分子从小到大逐渐形成了分子团块、陨石、卫星、行星、恒星以及星系。

   物质运动是天体形成的基础，碰撞是天体形成的前提条件，如果没有碰撞，物质就不会运动到一起，物质就不能溶合增长，天体也就无法形成。物质在碰撞中溶合增长到一定值时，就可以吸附周围的微小尘埃颗粒，质量会越积越大，这些物质团块可以称为“星子“，天体就是众多“星子”的聚合体。

     在原始星云中，物质在不断碰撞溶合增长，物质质量越积越大，通过慢长的过程形成大小不等的天体。这一过程根据物质质量的大小，可分为以下几个阶段：一.形成分子团块：几个分子或多个分子聚集在一起。二.陨石形成阶段：物质在不断碰撞溶合形成大小不等的陨石。三.卫星形成阶段：物质的质量增长到象月球质量大小时，这时原始星云中出现数不尽的卫星大小的天体。四.行星形成阶段：原始星云中的天体增长到地球、木星质量大小，就出现了众多颗行星。五.恒星形成阶段：原始星云中的物质质量聚集到33万倍地球质量左右时，由于物质的质量巨大，天体内部的压力聚增，分子运动加快，产生超高热，引起核反应，放出大量的热量，当天体内部温度高达1500万摄氏度左右，表面温度增高到6千度左右时，天体的物理性质发生了改变，经过慢长过程，由最初的固态变为液态，再由液态变为气态，最后变成等离子体，这时天体就会发光变成一颗恒星。六.星系核形成阶段：当天体的质量聚集到430万倍太阳质量左右时，就形成了众多星系核。因为天体是在不断碰撞溶合增长中形成的，每碰撞一次天体的自转速度和运动速度就会改变一次，如果天体停止碰撞，天体的自转速度和运动速度就是最后一次碰撞时形成的自转速度和运动速度，当然天体的自转速度和运动速度还会受到外部诸多因素的影响，天体的自转速度和运动速度是一次次碰撞后形成的叠加速度。因此，星系也同样存在两种速度，一.是自转速度，二.是在太空中的运动速度，由于星系核的质量巨大，它的运动会牵动周围的恒星、行星、卫星、陨石以及星际物质一起运动，形成固有的星系模式。星系也同样按照宇宙中物质运动规律在不停的运动，经过碰撞、溶合和捕获后，不断的从高密度区向低密度区扩散。这时天体的运动有了规律，结束天体的碰撞期，从无序走上了有序。星系是宇宙中最基本单位，象细胞和原子一样，按照宇宙中物质运动规律：碰撞、溶合、捕获和扩散，在不断的成长壮大，永不停息的运动下去。

     在原始太阳星云中，物质在运动中不断碰撞溶合增长，形成了上万颗卫星和几千颗行星。它们同样在做无规则运动。这些行星大小质量的天体在不同时间和不同方向上在原始太阳周围运动，会出现几种情况：一.当天体运动方向对着太阳的这一部分天体，它们会和太阳发生强烈碰撞落入太阳中，使太阳的质量增大，自转速度和运动速度发生改变。二.一些运动方向不是对着太阳的这一部分行星大小的天体，一些动能大的天体就会脱离太阳的引力束缚跑到太空中。三.还有一小部分天体它们在太阳周围运动，它们绕太阳运动时的速度产生的离心力和太阳对它们的吸引力相等时，根据万有引力定律，这一小部分天体就形成了太阳系中的八大行星，地球就是其中的一颗。同时这些行星运行轨道也符合开普勒定律。

     计算结果表明形成行星的最小概率约为7/5000，计算公式：n=mP（A∩B），n是形成行星数量，m是原行星总数，P（A∩B）是概率约为7/5000。就是说至少有5000多颗行星大小的天体在原始太阳周围运动，最后只有八颗行星有机会正确进入其运行轨道，成为太阳系中的真正行星。这就解释了天体为什么都会这么有规律运动，天体运动轨迹如些精妙是天体运动自然选择的结果。卫星和行星一样，都是以同样机制形成的。一些天体运行轨道不符合物理学规律的都被淘汰掉了，只剩下一小部分天体运行轨道符合物理学规律而幸存下来。

     如果太阳系中就只有这八大行星的话，那么这八大行星是无法做到全部都能在其固有的轨道上精准运行，并且不出现偏差，象发射人造卫星一样，需要多少科研人员一同努力去做，还不一定百分之百发射成功，何况原始行星的运行是不会在精确计算后才进入其正确轨道的。举例说明一下，在地面放个行星运行轨道模型，如果天上就只掉下几滴雨，雨点很难进入行星模型轨道入口，如果是倾盆大雨，那么雨水不但能进入行星轨道，还会把轨道填满，这就是数量多了进入轨道机率就变大了。同样道理，如果有很多颗行星的话，情况就不同了，会有一小部分行星的运动轨迹符合物理学规律而幸存下来，不符合物理学规律的被淘汰掉了，不符合物理学规律的这一部分行星有的会与其它天体发生碰撞，有的溶合，有的逃逸了，我们见到的行星运动轨迹如同见到的生物一样，我们见到的只是生物进化成功的一面。

     在原始的宇宙中天体的碰撞是相当频繁的。在月球、水星表面布满了陨石坑，在地球墨西哥尤卡坦半岛上，有一个直径约170公里的低地，有学者认为是慧星或小行星碰撞造成的，可能是6500万年前恐龙灭绝的原因。据不完全统计，地球在10亿年中受到陨石撞击产生陨石坑直径大于1千米的多达100万次以上，而且，每天从宇宙空间降落到地球上的陨石和尘埃就高达50吨之多。

     可见，碰撞是天体形成的前提条件，碰撞使天体有机会溶合长大，当然天体在碰撞中也存在多次撕裂事件，然后又重新聚集形成多个天体。总体上看天体运动是按照宇宙中物质运动规律运动：碰撞、溶合、捕获和扩教。天体是在碰撞中溶合增长形成的，行星是在运动中被恒星捕获到的，我们现在见到的行星是数千颗行星中的幸存者。推动宇宙中天体形成的原动力是物质分子的无规则运动。