描述
开 本: 16开纸 张: 铜版纸包 装: 精装是否套装: 否国际标准书号ISBN: 9787571310646
地球生命的起源是来自彗星的撞击吗?
下一次小天体撞击地球将在何时发生?
宇宙中又有多少这样的流浪天体?
彗星、流星与小行星的现身往往只是惊鸿一瞥,但这些流浪天体足以决定性地影响地球与人类的命运,并且透露了宇宙的许多秘密。恒星、行星从其中孕育,在灭亡时又散化为星尘。彗星、流星与小行星,它们既是宇宙的开始,也是宇宙的终结。
- BBC天文学通识,认识宇宙神秘的小天体!
一场引人入胜的天体追踪之旅,没有拗口的术语和难以理解的深奥知识,零基础也能读得懂。星尘的形成、聚散、演化,造就千奇百怪的宇宙现象。不同于光亮夺目的恒星,流浪天体代表着宇宙不为人知的神秘面纱。
- 采用经典纪录手法,讲述核心知识和发现过程!
找寻宇宙小天体的踪影,确认它们的身份,透过神话、历史文献和前沿观测,讲述它们的故事。生命的进化与人类的崛起,与它们密不可分。它们也影响着人类的终极命运。
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通过精彩的科学照片和艺术图片,完美地展现了彗星、流星与小行星的形态与运行过程,再现了历史上这些小天体影响地球的重要时刻,帮助我们从直观上更好地了解它们。
- 权威审订,中国科学院紫金山天文台专家审译!
由从事天体研究多年的中国科学院紫金山天文台专家翻译、审校,详细核实文字及学科内容,并依据*研究成果进行了必要的校注和补充。
《宇宙星尘:彗星、流星与小行星》探讨了彗星、流星和小行星从生到死的完整过程。在不断加深对这些小天体的了解过程中,人类进一步拓展了自身对宇宙起源和生命存在的认知。
千百年来,在人类历史上,彗星一直是一种神秘而恐怖的存在。而研究表明,彗星其实是两种天体的近亲:一种是形成流星的太空尘埃,另一种是较大的岩石状的小行星。在太阳系内环绕着太阳运行的轨道上,这样的小天体可谓数以万亿计,其运动和存在的形态丰富多变:绕日环行、休眠、不规则地摆动、撞击大行星,甚至借助引力逃逸出太阳系。
由于其数量庞大且难以预测,地球似乎无法免于这些具有潜在威胁的流浪天体的撞击。小天体对地球冲撞爆发出的巨大能量,以及随之而来的全球性温度下降,将会导致生命的灭亡。然而,这也正是太阳系自我更新过程的一部分。而且幸运的是,人类已掌握了某些逃避这种厄运的工具。
第一章 造物遗珠/6
第二章 太阳系外边界/28
第三章 从神话传说到现实世界/50
第四章 撞击地球/74
注释/94
图片来源/96
造物遗珠
在古代,人们的生活贴近神灵,而众神则从天堂回应。古罗马作家卢克莱修曾写道,当宙斯与泰坦神族大战时,“厚重而快速的雷和闪电从他结实的手中飞出来”。在北欧神话中,诸神黄昏以世界大火为标志。这样的故事曾经似乎只是迷信,现在不再是这样了。古人似乎早就知道一些我们直到现在才去思考的事情: 天上可以下火——用现代的说法就是,下陨石雨。不过,这些撞击地球的石块,也就是陨石,只是小天体中极微小的一个部分。这些小天体徘徊在行星轨道之间,而且它们的作用远不止于破坏。这些问世于远古时代的流浪者——彗星、流星、小行星以及陨石,揭示了太阳系和我们的世界是如何形成的。它们是我们过去的一部分,并且必将在我们的未来生活中发挥作用。
起 源
人们一度想当然地认为,上天决定了人类的命运。在过去的两个世纪,由于科学上的进
步,人们开始拒绝这样的观念,认为这只不过是迷信。科学使我们确信太阳系是一个安全和稳定的地方,行星、卫星和彗星都在按照牛顿定律运行。现在科学家们已经意识到,人类的命运终将是和上天紧密连在一起的,尤其是与那些在行星之间随机摆动的小天体连在一起。
要了解这些天体的本质,就必须把思绪拉回到地球存在之前。大约46亿年前,在我们这个拥有大约 10 万颗恒星的银河系的边缘,一团稀薄的由气体和尘埃组成的星云被附近一颗恒星的大爆炸炸开。伴随着氢和氦分子的散射,年轻星系中这个持续成长了大约 100 亿年的特殊区域,依靠吸收之前更久远的恒星爆炸中产生并散射出来的元素,逐步变得更为丰富充实。在某个特殊的时刻,灰尘和气体的随机碰撞产生了一个微小的颗粒,它的密度比周围环境的密度稍微大一点。这一点点差异足以让万有引力发挥作用。它会不断并稳定地吸积附近的气体和尘埃,成为近乎球形的物体,然后开始向自身内部坍塌。
它的温度开始从接近绝对零度(约-273摄氏度)上升至1 000摄氏度。气体羽流会携带过量的热量到达表面,在这里气体冷却,发出阴暗的辉光,然后引力作用又将这些气体拖拽至原来的深度。气体球初始轻微的运动变成了自旋,随着球体的收缩,自旋速度越来越快。这个过程与滑冰运动员在滑冰时的旋转是一样的,当收起手臂旋转时滑冰运动员将会越转越快。经过大约 5 000 万年,星系盘的核心部分达到了 800 万摄氏度的高温。这一刻,氢气开始燃烧,我们的太阳诞生了。
气体球在向中心收缩的同时也产生了气体和尘埃的旋涡结构,一如水中旋涡的外围一样。在引力和离心力的共同作用下,这些旋涡逐渐变平成为类似圆盘的形状。圆盘的内部和外围区域具有不同的运动速度,因此又将圆盘内的物质分解后形成较小的旋涡。距离太阳较远的尘埃颗粒,只有几米,绕行速度也将相对较慢,因此内部尘埃颗粒会在速度上追赶外围颗粒。在引力作用下,它们会碰撞在一起,有的时候可能形成小的粒状物,乃至更大的物体,从尺寸上看,由小石子大小的颗粒变成鹅卵石、岩石甚至一座山那么大的块头,我们称之为“星子”。有的时候碰撞过程是非常剧烈的,以至于它们会被撞碎,从而再次成为岩石块。计算机的模拟过程表明,经过 1 亿年的吸积、碰撞、破碎和重建过程,积累的这些物质最终形成了 我们今天所熟知的“九大行星”大致的核心。
行星形成
由于行星与太阳之间的距离不同,接收到的辐射能量不同,因此形成行星的方式也各不相同。在靠近恒星的地方,温度可能已经高达 2 000摄氏度,如此高的温度导致尘埃颗粒不能粘在一起。在距离恒星8 000万~3.2亿千米的区域内,温度降至 300 摄氏度左右,这时气体仍然会由于被加热而进行无规则运动,但是固体的尘埃颗粒可以相互黏着,并逐步增大形成尘埃团。其中4个留存下来的尘埃团,形成了水星、金星、地球和火星这4颗位于太阳系内部区域的行星的内核。这些行星上大部分残余的气体被太阳发出的辐射流(太阳风)吹离。受到太阳辐射和自身因坍缩而产生的热量影响,这些行星的内核经历了融化和凝结的过程,较轻的材料上升到表面形成地幔和地壳。
在行星盘较冷的外围区域,由于距离太阳太远,气体的温度只能稍高于绝对零度。元素颗粒和气体混合形成木星、土星、天王星和海王星这 4 个巨大的气体行星的核。这些巨行星像大扫帚一样,把星际空间中的残余“碎屑”清扫干净(冥王星是一个奇怪的存在。它的偏心公转轨道和微小的体积表明,它可能曾经是某颗行星的卫星)。
然而并非所有太阳系中的“碎屑”都已被利用完:内太阳系中剩余的固态尘埃团和外太阳系剩余的冰球将构成本书的主题。
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