石头是怎么形成的(每一块石头都是几亿年)

本文基于回答网友的问题:宇宙中的行星大部分都是石头,那么问题来了,这些石头从哪里来?这个问题的论证本身就是错误的,所以所谓的“那么问题来了”与前面的论证无关。这

本文基于回答网友的问题:宇宙中的行星大部分都是石头,那么问题来了,这些石头从哪里来?

这个问题的论证本身就是错误的,所以所谓的“那么问题来了”与前面的论证无关。

石头是怎么形成的(每一块石头都是几亿年)插图

这里的“那么问题来了”的问题是建立在“大部分行星都是石头”的认知上的,只是一个没有证据就做出的结论,所以未来的“问题”是未知的。

为了澄清这样的误解,这里有一些基本常识。

首先,大部分行星并不是石头

以太阳系为例,有八大行星,其中有四颗类地行星,也就是所谓的有着坚固岩石外壳的行星。它们从靠近太阳到远离太阳排列为水星、金星、地球和火星。除了这些有石壳的行星外,还有四颗类木行星,主要由气体组成。都在火星轨道之外,由近及远依次是木星、土星、天王星、海王星。

石头是怎么形成的(每一块石头都是几亿年)插图(1)

因此,我们可以看到,即使在太阳系中,也不是所有的石头行星。根据号码,有一个4:4的平局。但是质量呢?岩石相形见绌。四颗类地行星的质量之和还不如这些气态行星中最小的一颗大。

最小的类木行星是天王星,质量为8.681*10^25千克;;四颗类地行星的质量分别是:水星约为3.3011*10^23千克,金星约为4.8675*10^24千克,地球约为5.97237*10^24千克,火星约为6.4171*10^23千克。这样以地球为老大的四颗类地行星总质量只有1.18 * 10 ^ 25kg左右,只有天王星的质量在13.6%左右。

石头是怎么形成的(每一块石头都是几亿年)插图(2)

四颗类木行星的总质量约为2.65576*10^27kg千克,是四颗类地行星的225倍。其中,木星是太阳系中最大的行星。它的质量是地球的318倍,是所有行星总和的2.5倍。在太阳系中,太阳等离子气体行星占总质量的99.86%,木星占太阳系总质量的0.1%,地球只占太阳系总质量的0.0003%。

类木行星中也有石头吗?

当然,但不多。

类木行星,或者气体行星,是没有固体表面的行星,它们的核心也有一个岩石核心。但是这个内核比较小,一般是地球直径的1~3倍左右,只占气态行星质量的一小部分。气态行星从大气层到核心都不是完全气态的,因为这些行星的质量和体积都是巨大的。随着大气层深入到核心,压力会越来越大,温度会越来越高。在这种高温高压下,气体也会变成液态或金属态。

石头是怎么形成的(每一块石头都是几亿年)插图(3)

木星半径约7万公里。在木星的核心上面,有几万公里的金属氢,然后是几万公里的液氢。其核心温度高达30000℃;土星的内部也与木星相似;天王星和海王星的大气层深处,会有甲烷、水、冰和钻石海洋。这些物质,即使在高压下是液体,也是密度极高,温度极高。

因此,在宇宙中,只有少数几个石质行星。

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在类木行星的卫星中,还有远离太阳的柯伊伯带,由于温度极低,很多行星,如欧罗巴、土卫二、冥王星等。,都是冰球被厚冰覆盖。但是这些冰不一定都是水冰。例如,冥王星的表面平原被超过98%的氮冰、微量甲烷和一氧化碳覆盖。

所以不仅是行星,卫星和小行星也很少是石头做的。这和宇宙中元素的丰富程度有关。在整个宇宙中,氢和氦占98%以上,而其他重元素只占1%多,这就决定了宇宙天体的组成中,重元素是极少的。

恒星是制造物质元素之母

万物都是由元素构成的,所以我们要说宇宙中的元素是从哪里来的。现在,已知我们的宇宙中有118种元素,都是恒星演化产生的。

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大爆炸之初,只有能量,没有元素。现在所有元素都是由能量转化而来,严格符合爱因斯坦质能方程的描述和计算。大爆炸开始时,物质开始产生,但由于温度和密度极高,只能逐渐产生一些基本粒子,无法形成原子。

直到大爆炸后38万年,宇宙膨胀冷却,温度降到3000K以下,电磁波(或“光”)才与高温高密度的宇宙解耦,宇宙开始变得透明可观测。观测到的宇宙微波背景辐射就是在那个时候发出的。

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这时,一切物质的基础——中性原子,终于开始产生了。但当时只能生产最轻最简单的元素,即元素周期表中序号为1和2的氢和氦,以及微量的第三种元素锂。由这些元素组成的粒子漂浮在宇宙中,在引力的作用下相互靠近,逐渐形成了原始星云。

这些星云在引力的作用下不断收缩,第一颗恒星诞生在星云中。然后宇宙的恒星不断涌现,宇宙中充满了恒星,聚集成星系(有人称之为宇宙岛),渐渐的宇宙就成了我们今天看到的样子。

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恒星是一个发光的等离子球体。由于质量巨大,形成巨大的向心收缩压力,产生很高的堆芯压力和温度,从而刺激氢核聚变。恒星通过核聚变不断形成更重的元素,比如氢变成氦,然后是铍、硼、碳等。中小恒星的温度和压力只能到此为止。

大质量恒星的核心温度和压力极高,还会一路激发较重元素的核聚变,生成氮、氧、氟、氖、钠、镁、硅、磷、硫、钙等较重元素。按顺序,一直到序号为26的铁元素。

石头是怎么形成的(每一块石头都是几亿年)插图(8)

无论恒星的核心有多大,核聚变只能产生最重的铁元素。至于为什么,一言难尽。以前已经有很多解释了,这里就不说了。

比铁更重的元素哪里来?

如果宇宙中没有更严重的事件,我们的世界将只有26种元素。虽然钙和硅这两种制造石头的元素在这个时候已经存在,但地球上所有的生物都是由几十种上百种元素组成的。没有重元素的后续生成,就不会有生命,也不会有像我们这样观察宇宙、评论宇宙的人类。

石头是怎么形成的(每一块石头都是几亿年)插图(9)

幸运的是,宇宙中有一些事件,比如超新星爆发,大质量致密天体的碰撞。这些事件将导致更严重的压力和温度。就这样,在这些极端的宇宙事件中诞生了铁以上的92种元素。

这些极端事件产生的元素在宇宙中相互吸引、碰撞,形成各种宇宙物体,包括石头、冰块、铁块、金块等。当然,很多时候这些物质并不是纯粹的单一物质,而是一些混合物或化合物。

这就是宇宙中石头的起源,也是地球的起源。

太阳系不是在纯洁的原始星云中诞生

从前面的介绍中我们知道,宇宙原始星云中的元素只有氢和氦,还有极少量的锂。太阳系成分复杂,宇宙中118种元素都有,不可能从这个原始纯净的星云中诞生。

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它是恒星之母,所有的恒星系统都凝聚在光级的巨大星云团中。从宇宙元素的产生和起源可以推断,太阳系并不是从只有氢和氦的原始星云中诞生的。如果只有氢和氦,就不会有地球,更不会有生命。

因此,科学推论认为,太阳系诞生于再生星云,由于超新星爆发或大质量天体撞击等极端事件,Tai 空基本粒子在此飘散并重新凝聚。而且这种爆炸在太阳系诞生之前很可能发生过很多次。

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任何恒星系统形成之初,恒星形成的时候,都会有巨大的辐射压力,或者说恒星风。这些强大的恒星风将吹走附近的星际物质。较轻的物质会吹得更远,而较重的物质则吹得不够远。

因此,太阳系中靠近太阳的几颗行星,也叫内行星,是由较重的物质组成,没有被太阳风吹得很远,以岩石行星的形式出现;遥远的外行星主要由太阳风吹走的较轻元素组成,以气态行星的形式出现。

说到这里,不知道有这些疑问的人有没有被迷惑过?如果还有问题,欢迎留言讨论。感谢阅读。

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