第一章 混沌初开

大爆炸宇宙论”(The Big Bang Theory)认为:宇宙是由一个致密炽热的奇点于137亿年前一次大爆炸后膨胀形成的。1927年,比利时天文学家和宇宙学家勒梅特(Georges Lemaître)首次提出了宇宙大爆炸假说。1929年,美国天文学家哈勃根据假说提出星系的红移量与星系间的距离成正比的哈勃定律,并推导出星系都在互相远离的宇宙膨胀说。

现代宇宙学中最有影响的一种学说。它的主要观点是认为宇宙曾有一段从热到冷的演化史。在这个时期里,宇宙体系在不断地膨胀,使物质密度从密到稀地演化,如同一次规模巨大的爆炸。该理论的创始人之一是伽莫夫。1946年美国物理学家伽莫夫正式提出大爆炸理论,认为宇宙由大约140亿年前发生的一次大爆炸形成。上世纪末,对Ia超新星的观测显示,宇宙正在加速膨胀,因为宇宙可能大部分由暗能量组成。

爆炸之初,物质只能以电子、光子和中微子等基本粒子形态存在。宇宙爆炸之后的不断膨胀,导致温度和密度很快下降。随着温度降低、冷却,逐步形成原子、原子核、分子,并复合成为通常的气体。气体逐渐凝聚成星云,星云进一步形成各种各样的恒星和星系,最终形成我们如今所看到的宇宙。

大爆炸理论的建立基于了两个基本假设:物理定律的普适性和宇宙学原理。宇宙学原理是指在大尺度上宇宙是均匀且各向同性的。

这些观点起初是作为先验的公理被引入的,现今已有相关研究工作试图对它们进行验证。例如对第一个假设而言,已有实验证实在宇宙诞生以来的绝大多数时间内,精细结构常数的相对误差值不会超过10^(-5)。此外,通过对太阳系和双星系统的观测,广义相对论已经得到了非常精确的实验验证;而在更广阔的宇宙学尺度上,大爆炸理论在多个方面经验性取得的成功也是对广义相对论的有力支持。

假设从地球上看大尺度宇宙是各向同性的,宇宙学原理可以从一个更简单的哥白尼原理中导出。哥白尼原理是指不存在一个受偏好的(或者说特别的)观测者或观测位置。根据对微波背景辐射的观测,宇宙学原理已经被证实在10^(-5)的量级上成立,而宇宙在大尺度上观测到的均匀性则在10%的量级。

大爆炸开始时:约150亿年前,体积无限小,密度无限大,温度无限高,时空曲率无限大的点,称为奇点。空间和时间诞生于某种超时空——部分宇宙学家称之为量子真空(假真空),其充满着与海森堡不确定性原理相符的量子能量扰动。[3]

大爆炸后10-43秒(普朗克时间):约1032度,宇宙从量子涨落背景出现,这个阶段称为普朗克时间。在此之前,宇宙的密度可能超过每立方厘米1094克,超过质子密度1078倍,物理学上所有的力都是一种。(超对称)在这个阶段,宇宙已经冷却到引力可以分离出来,开始独立存在,存在传递引力相互作用的引力子。宇宙中的其他力(强、弱相互作用和电磁相互作用)仍为一体。[3]

大爆炸后10-35秒:约1027度,暴涨期(第一推动),引力已分离,夸克、玻色子、轻子形成。此阶段宇宙已经冷却到强相互作用可以分离出来,而弱相互作用及电磁相互作用仍然统一于所谓电弱相互作用。宇宙也发生了暴涨,暴涨仅持续了10-33秒,在此瞬间,宇宙经历了100次加倍(2100),得到的尺度是先前尺度的1030倍(暴涨的是宇宙本身,即空间与时间本身,并不违反光速藩篱)。暴涨前宇宙还在光子的相互联系范围内,可以平滑掉所有粗糙的点,暴涨停止时,今天所探测的东西已经在各自小区域稳定下来,而这被称为暴涨理论。

大爆炸后10-12秒:约1015度,粒子期,质子和中子及其反粒子形成,玻色子、中微子、电子、夸克以及胶子稳定下来。宇宙变得足够冷,电弱相互作用分解为电磁相互作用和弱相互作用。轻子家族(电子、中微子以及相应的反粒子)需要等宇宙继续冷却10-4秒才能从与其他粒子的平衡相中分离出来。其中中微子一旦从物质中退耦,将自由穿越空间,原则上可以探测到这些原初中微子。[3]

大爆炸后0.01秒:约1000亿度,光子、电子、中微子为主,质子中子仅占10亿分之一,热平衡态,体系急剧膨胀,温度和密度不断下降。

大爆炸后0.1秒后:约300亿度,中子质子比从1.0下降到0.61。

大爆炸后1秒后:约100亿度,中微子向外逃逸,正负电子湮没反应出现,核力尚不足束缚中子和质子。

大爆炸后10秒后:约30亿度,核时期,氢、氦类稳定原子核(化学元素)形成。当宇宙冷却到109开尔文以下(约100秒后),粒子转变不可能发生了。核合成计算指出,重子密度仅占拓扑平宇宙所需物质的2%~5%,强烈暗示了其他物质能量的形式(非重子暗物质和暗能量)充满了宇宙[3] 。

大爆炸后35分钟后:约3亿度,原初核合成过程停止,尚不能形成中性原子。

大爆炸后1011秒(104年),温度约为105开尔文,物质期。在宇宙早期历史中,光主宰着各能量形式。随着宇宙膨胀,电磁辐射的波长被拉长,相应光子能量也跟着减小。辐射能量密度与尺度(R)和体积(4πR3/3)的乘积成反比例减小,即安1/R4减小,而物质的能量密度只是简单地与体积成1/R3反比例减小。一万年后,物质密度追上辐射密度且超越它,从那时起,宇宙和它的动力学开始为物质所主导。

大爆炸后30万年后:约3000度,化学结合作用使中性原子形成,宇宙主要成分为气态物质,并逐步在自引力作用下凝聚成密度较高的气体云块,直至恒星和恒星系统。

量子真空在暴涨期达到全盛,之后便以暗能量的形式弥漫于全宇宙,且随着物质和辐射密度迅速减小,暗能量越来越明显。暗能量可能占据宇宙总能量密度的2/3,从而推动了宇宙加速膨胀。

2021年6月1日,欧洲科学家团队利用大型强子对撞机(LHC),揭示了宇宙大爆炸第一个0.000001秒内发生的新细节,即第一个微秒内一种特殊的等离子体发生了什么,这种等离子体不但是宇宙有史以来的“第一种物质”,其相关细节还为我们今天所知的宇宙演变提供了一块重要“拼图”。

2023年4月4日,一个国际天文学家团队在《自然·天文学》杂志上刊发两篇论文指出,他们利用詹姆斯·韦布空间望远镜,发现了4个迄今已知最古老的星系,其中一个星系形成于宇宙大爆炸后3.2亿年,当时宇宙仍处于婴儿阶段。大爆炸理论的科学性令人不得不信服。最直接的证据来自对遥远星系光线特征的研究。20年代,天文学家埃德温·哈勃(Edwin Hubble)研究了维斯托·斯里弗(Vesto Slipher)所作的观测。他注意到,远星系的颜色比近星系的要稍红些。哈勃仔细测量了这种红化,并作了一张图。他发现,这种红化(红移)是系统性的,星系离我们越远,它就显得越红。

光的颜色与它的波长有关,在白光光谱中蓝光位于短波端,红光位于长波端。

当一个波源(光波、声波或射电波)和一个观测者互相快速运动时将造成波长变化,如果距离变长发出的波长变长(红移),如果距离变短发出的波长变短(蓝移)。最简单的验证这个结论的实验就是注意两辆汽车相向行驶和相对行驶时声音的变化,相对行驶发出的声音更浑厚(声波波长比较长),相向行驶发出的声音更尖细(声波波长比较短)。

遥远星系的红化表明它们的光波波长已稍微变长了,这意味着星系正在远离我们。在仔细测定许多星系光谱中特征谱线的位置后,哈勃认为,光波变长是由于宇宙正在膨胀。哈勃的这个重大发现奠定了现代宇宙学的基础。哈勃的发现暗示了存在一个膨胀的起点。[9]

膨胀中宇宙的性质使许多人困惑不解。从地球的角度来看,好像遥远的星系都正飞快地远离我们而去。但是,这并不意味着地球就是宇宙的中心。平均而言,宇宙不同地方的膨胀图像都是相同的。可以说每一点都是中心,又没有一点是中心(解释得最好的是一幅画:三维空间的切割)。我们最好把它想象成星系间的空间在伸长或膨胀,而不是星系在空间中运动。这一点与我们日常生活中见到的源于一点的爆炸不同。

空间可以伸长这一事实看上去似乎离奇古怪,不过这却是1915年爱因斯坦广义相对论发表以来科学家们早就熟知的概念。广义相对论认为,引力实际上是空间(严格地说是时空)弯曲或变形的一种表现。从某种意义上来说空间是有弹性的,可以按某种方式弯曲或伸长,具体情况取决于物质的排列。这个思想已为观测所充分证实。

2023年5月消息,由英国南安普顿大学领导的一个天文学家团队捕捉到了有史以来最大的宇宙爆炸,这一事件被认为是由超大质量黑洞吞噬的巨大气体云引发的。

膨胀空间的基本概念可通过一项简单的模拟来加以理解。想象在一条松紧带上缝有一排纽扣。假定从松紧带的两端把它拉长,结果所有的纽扣都彼此远离。不论我们选择从哪个纽扣来看,它邻侧的纽扣似乎都在远离,而且这种膨胀是处处相同的,不存在特殊的中心。当然,我们在画这排纽扣时,它有一个中心纽扣,但这与系统的膨胀方式毫不相干。只要把这条带纽扣的松紧带无限加长,或环成一个圆圈,这个中心便不再存在了。

从任意一个纽扣来看,离它最近的纽扣以某种速度退行,再下一个纽扣则以两倍数度退行,依此类推。在你看来,纽扣离得越远,它退行得越快。因此这种膨胀意味着退行速度与距离成正比-这是一个极为重要的关系。借助这个图像,我们就可想象出光波是,难怪哈勃发现,红移量与距离成正比,同这个简单的图像模拟结果完全一致。

大爆炸时空的一个重要特点就是视界的存在:由于宇宙具有有限的年龄,并且光具有有限的速度,从而可能存在某些过去的事件无法通过光向我们传递信息。从这一分析可知,存在这样一个极限或称为过去视界,只有在这个极限距离以内的事件才有可能被观测到。另一方面,由于空间在不断膨胀,并且越遥远的物体退行速度越大,从而导致从我们这里发出的光有可能永远也无法到达那里。从这一分析可知,存在这样一个极限或称为未来视界,只有在这个极限距离以内的事件才有可能被我们所影响。以上两种视界的存在与否取决于描述我们宇宙的FLRW模型的具体形式:我们现有对极早期宇宙的认知意味着宇宙应当存在一个过去视界,不过在实验中我们的观测仍然被早期宇宙对电磁波的不透明性所限制,这导致我们在过去视界因空间膨胀而退行的情形下依然无法通过电磁波观测到更久远的事件。另一方面,假如宇宙的膨胀一直加速下去,宇宙也会存在一个未来视界。

早在20世纪40年代末,大爆炸宇宙论的鼻祖伽莫夫认为,我们的宇宙正沐浴在早期高温宇宙的残余辐射中,其温度约为6K。正如一个火炉虽然不再有火了,还可以冒一点热气。

1964年,美国贝尔电话公司年轻的工程师——彭齐亚斯和威尔逊,在调试他们那巨大的喇叭形天线时,出乎意料地接收到一种毫米波微波干扰,各个方向上信号的强度都一样,而且历时数月而无变化。

难道是仪器本身有毛病吗?或者是栖息在天线上的鸽子引起的?他们把天线拆开重新组装,依然接收到那种无法解释的毫米波。这种波的波长为几毫米,在微波波段,对应于有效温度为3.5K的黑体辐射出的电磁波(它的谱与达到某种热平衡态的熔炉内的发光情况精确相符,这种辐射就是物理学家说熟知的“黑体辐射”)。他们分析后认为,这种毫米波肯定不是来自人造卫星,也不可能来自太阳、银河系或某个河外星系射电源,因为在转动天线时,毫米波强度始终不变。

后来,经过进一步测量和计算。得出辐射温度是2.7K,一般称之为3K宇宙微波背景辐射。这一发现,使许多从事大爆炸宇宙论研究的科学家们获得了极大的鼓舞。因为彭齐亚斯和威尔逊等人的观测竟与理论预言的温度如此接近,正是对宇宙大爆炸论的一个非常有力的支持!这是继1929年哈勃发现星系谱线红移后的又一个重大的天文发现。

宇宙微波背景辐射的发现,为观测宇宙开辟了一个新领域,也为各种宇宙模型提供了一个新的观测约束,它因此被列为20世纪60年代天文学四大发现之一。彭齐亚斯和威尔逊于1978年获得了诺贝尔物理学奖。瑞典科学院在颁奖决定中指出:这一发现,使我们能够获得很久以前宇宙创生时期所发生的宇宙过程的信息。

最后还有一个证实炽热高密度宇宙起源理论的证据。只要知道今天热辐射的温度,由热大爆炸理论很容易计算出宇宙诞生后约1秒时各处的温度约为100亿度,这对现有的原子核的合成来说也是太高了。那时物质必定被撕裂成最基本的成分,形成一锅夸克胶子汤,诸如质子、中子和电子。但是,随着这锅汤变冷,核反应就可能出现了。

采用大爆炸模型可以计算氦-4、氦-3、氘和锂-7等轻元素相对普通氢元素在宇宙中所占含量的比例。所有这些轻元素的丰度都取决于一个参数,即早期宇宙中光子与重子的比例,而这个参数的计算与微波背景辐射涨落的具体细节无关。大爆炸理论所推测的轻元素比例(这里是元素的总质量之比而非数量之比)大约为:氦-4/氢=0.25,氘/氢=10^-3,氦-3/氢=10^-4,锂-7/氢=10^-7。

实际测量到的各种轻元素丰度和从光子重子比例推算出的理论值加以比较,可以发现它们是粗略符合的。其中理论值和测量值符合最好的是氘元素,氦-4的理论值和测量值接近但仍有差别,锂-7则是差了两倍,对于后两种元素的测算存在着较大的系统随机误差。尽管如此,大爆炸核合成理论所预言的轻元素丰度与实际观测可以认为是基本符合,这是对大爆炸理论的强有力支持。到目前为止,还没有其它理论能够很好地解释并给出这些轻元素的相对丰度。同时,由大爆炸理论所预言的宇宙,其中可被“调控”的氦元素含量也不可能超出或低于现有丰度的20%至30%。事实上,很多观测结果现今也只有大爆炸理论可以解释,例如为什么早期宇宙中氦的丰度要高于氘,而氘的含量又要高于氦-3,而且比例又是常数等。

2014年3月17日美国物理学家宣布,首次发现了宇宙原初引力波存在的直接证据。

原初引力波是爱因斯坦于1916年发表的广义相对论中提出的,它是宇宙诞生之初产生的一种时空波动,随着宇宙的演化而被削弱。科学家说,原初引力波如同创世纪大爆炸的“余晖”,将可以帮助人们追溯到宇宙创生之初的一段极其短暂的急剧膨胀时期,即所谓“暴涨”。

然而,广义相对论提出近百年来,源于它的其他重要预言如光线的弯曲、水星的近日点进动以及引力红移效应等都被一一被证实,而引力波却始终未被直接探测到,问题就在于其信号极其微弱,技术上很难测量。

美国哈佛-史密森天体物理学中心等机构物理学家利用架设在南极的BICEP2望远镜,观测宇宙大爆炸的“余烬”—微波背景辐射。微波背景辐射是由弥漫在宇宙空间中的微波背景光子形成的,计算表明,原初引力波作用到微波背景光子,会产生一种叫做B模式的特殊偏振模式,其他形式的扰动,都产生不了这种B模式偏振,因此B模式偏振成为原初引力波的“独特印记”。观测到B模式偏振即意味着引力波的存在。

南极是地球上观测微波背景辐射的最佳地点之一。研究人员在这里发现了比“预想中强烈得多”的B模式偏振信号,随后经过3年多分析,排除了其他可能的来源,确认它就是原初引力波导致的。

2016年年初,美国激光干涉引力波天文台(LIGO)和欧洲引力波天文台(VIRGO)的科学家联合宣布,他们探测到了两个约为30倍太阳质量的黑洞在13亿年前的并合产生的引力波,这一发现被称为“世纪发现”。

美国人索尔·珀尔马特和亚当·里斯以及持有美国和澳大利亚双重国籍的布赖恩·施密特获得2011年度诺贝尔物理学奖。诺贝尔物理学奖评审委员会4日评价,这3名获奖者“研究几十颗处于爆炸状态的恒星即‘超新星’,发现宇宙正在扩张过程中,扩张速率不断加速”。在瑞典首都斯德哥尔摩瑞典科学院内,诺贝尔物理学奖当地时间11时45分(北京时间17时45分)揭晓。

珀尔马特、里斯和施密特的研究对象,是一些大质量恒星在演化后期伴随星核与星壳分离出现的一种现象,即超级规模大爆炸。质量相当于太阳的8至25倍的恒星以超新星爆发方式结束“生命”,而恒星外侧气体包则高速抛离,所显现的绝对光度可超过太阳光度100亿倍。分析特定类型的超新星爆发,珀尔马特、里斯和施密特所属的研究小组发现,超过50颗超新星所显现的光度比先前预期暗淡。对这一结果的解释,是宇宙正在加速扩张。这个发现,被瑞典皇家科学院称为“震动了宇宙学的基础”。诺贝尔物理学奖评审委员会认定,3名获奖者所获研究结果改变了人类对宇宙的认识。“将近一个世纪,一种公认看法是,宇宙正在扩张,是大约140亿年前‘大爆炸’的结果。”评审委员会说。“不过,发现宇宙扩张正在加速,令人惊异。”评审委员会介绍说,“如果扩张继续加速,宇宙将以冰冻状态终结。”另外,3人的研究,确认了最初由科学家阿尔伯特·爱因斯坦提出的一种理论,即他称之为“宇宙学常数”的理论。1998年,珀尔马特主持一个研究小组,施密特则主持成员包括里斯的另一个研究小组。两个小组各自努力,相互“竞争”,而观测结果可谓“不约而同”。评审委员会宣布,奖金1000万瑞典克朗(约合146万美元),珀尔马特获二分之一,施密特和里斯获另外二分之一。

对于大爆炸后最初的几分钟,相关的观测严重缺乏,最早期宇宙物质——能量的实际形式很大程度上仍只是猜测。大一统理论预测了特定类型的粒子(如难以捉摸的磁单极子),而超弦、超对称、超引力以及其他多维理论都预测了各自原初粒子及作用力。

物质对反物质的绝对优势也是一个需要透彻说明的经验事实。

其他主要问题都与暗物质和暗能量的产生和本质有关(通常认为量子真空是二者的主要提供方)。

美国的的科学家在2014年9月28日用数学的方法证明了“黑洞是不存在的”。[4]

据美国物理学家组织网站报道,美国北卡罗来纳州大学教堂山分校的理论物理学家劳拉·梅尔西尼·霍顿在在线物理学知识库ArXiv发表文章称,她已经用数学证明了“黑洞是不存在的”。一旦她的观点被科学界论证是正确之后,现代物理学对于宇宙的起源学说将可能被全部推翻[4] 。

报道指出,劳拉的理论使用了数学方法,将万有引力理论和量子力学理论和谐地融合在了一起:得出的结论就是认为“黑洞并不存在”。她和霍金都认为当恒星死亡坍塌时,会释放出霍金提出的辐射。在这个过程中,星球自身也将流失一大部分的质量,最终,死亡的星球所剩的密度不足以形成黑洞。

如果这条理论被证实是正确的,大爆炸理论可能会因此而被推翻,甚至于现代物理学对于宇宙的起源学说可能将被全部推翻,亦或是融合万有引力理论和量子力学理论的新理论中设定“黑洞不存在”。

2025年3月4日,施普林格·自然旗下专业学术期刊《自然—天文学》发表一篇论文称,一项建模研究显示,水可能最早形成于约138亿年前宇宙大爆炸后的1亿至2亿年间。论文作者认为,这次研究发现水在宇宙中的形成时间可能早于此前估计,而且可能是第一代星系的关键成分。该论文介绍,水的成分氢和氧已知是以不同方式形成的,较轻的化学元素(如氢、氦和锂)形成于大爆炸期间,但更重的元素(如氧)则是恒星内部核反应或超新星爆炸的产物。因此,之前仍不清楚水在宇宙中的形成时间。

奇点:宇宙的神秘起点

奇点,这个词听起来有点神秘,但在数学和物理学中,它其实有着非常特定的含义。简单来说,奇点就是一个数学物件上未定义的点,或者在特定情况下无法完序的点,导致这个点出现在一个异常的集合中。比如说,导数就是一个典型的例子。

奇点的数学定义 📚

在数学上,奇点通常是指那些看似“趋近”到正负无穷大但未定义的点。比如,实数中当某点看似“趋近”到正负无穷大时,这个点就是一个奇点。再比如,方程 g(x) = |x| 在 x=0 处就没有定义,因为在这个点上函数不可微分。同样的,y=x 在 (0,0) 处也有一个奇点,因为这里有一条垂直切线。

奇点的物理含义 🌍

在物理学中,奇点有着更丰富的含义。比如,在宇宙学中,奇点被认为是大爆炸的起始点。大爆炸理论认为,宇宙是从这个“奇点”开始的,之后宇宙开始膨胀。这个奇点有着无限大的密度、无限的时空曲率、无限的热量和无限小的体积,所有的已知物理定律在这个点上都失效了。

奇点与黑洞 🖤

在广义相对论中,奇点与黑洞有着密切的联系。如果一个无自转的史瓦西黑洞形成,那么黑洞视界内部的物质会在引力作用下塌陷成一个密度无穷大的点,也就是奇点。宇宙从大爆炸开始的均匀膨胀就是这种黑洞坍缩的镜像反转,意味着宇宙诞生在一个奇点中。

奇点与量子理论 🌐

当我们处理的物体小于普朗克长度,或者时间短于普朗克时间时,已知的物理学定律,包括广义相对论,都会失效。这意味着,在那样的尺度上,奇点可能会受到量子过程的影响,有可能“反弹”而转为向外膨胀到另一组维度中去。有人主张,大爆炸的“奇点”实际上就是这样一种反弹。

奇点与图论 🖼️

在数学图论中,奇点是一个无向图中与顶点关联的边的数目(环算两次),称为顶点v的度或次数。奇点用于判断一个图形是否能够一笔画出:当一个图形线条之间相通且奇点数为0或者2时,该图形可一笔画出。所有的端点都是奇点。

奇点不仅是一个数学上的概念,更是一个充满神秘和未知的领域。它不仅出现在数学和物理学的各个角落,还可能揭示出宇宙的起源和命运。或许有一天,我们能够揭开奇点的神秘面纱,真正理解它的本质。

宇宙在奇点大爆发后,形成了很多星球。宇宙中的星球主要包括太阳系内的八大行星以及众多恒星和其他天体:12

太阳系内的行星

水星:最小且離太陽最近的行星,表面溫差極大(白天可達427℃,夜晚-173℃)。

金星:最熱的行星,表面溫度超過462℃,因濃厚二氧化碳大氣導致溫室效應顯著。

地球:唯一已知存在生命的行星,擁有液態水和大氣層。

火星:曾被認為可能存在生命,擁有奧林匹斯山等地質特徵。

木星:太陽系最大的行星,擁有眾多衛星和強大的磁場。

土星:以美麗的光環著稱,密度較小但體積龐大。

天王星:自轉軸近乎垂直,呈現“躺著类。

脉冲星/中子星:密度极高,质量与体积比远超普通恒星。

宇宙中还存在大量未被直接观测的暗物质和暗能量主导的区域,以及通过引力透镜效应间接探测到的巨大质量团块。这些天体的具体形态和性质仍需进一步研究确认。

史前文化,就是指文字产生以前的人类文化。是指人类社会的文字产生以前的历史时期。史前时期的年代范围是文字未出现前的人类历史。而世界各地文字的出现有早有晚。所以世界各地史前考古学研究的下限也不同。一般说来,中国的史前时期,大体上包括新石器时代和旧石器时代,而欧洲的大部分地区和非洲的大部分地区,史前时期除包石器时代以外,还要延续到早期的铁器时代。

史前文化是指有文字记录之前的中国人类社会所产生的文化。史传中国史前文化经历了:有巢氏、燧人氏、伏羲氏、神农氏(炎帝)、黄帝(轩辕氏)等时代。考古学上的中国史前文化从发现古人类开始,直到夏朝建立。

在古老的东方,有一个传说“盘古开天”,中国民间神话传说,很久很久以前,天和地还没有分开,宇宙混沌一片。有个叫盘古的巨人,在这个混沌的宇宙之中,他睡了一万八千年。

有一天,盘古突然醒了。他见周围一片漆黑,他就抡起大斧头,朝眼前的黑暗猛劈过去了。只听一声巨响,一片黑暗的东西渐渐分散开了。缓缓上升的东西,变成了天;慢慢下降的东西,变成了地。

天和地分开以后,盘古怕它们还会合在一起,便头顶着天,脚蹬着地。天每天升高一丈,盘古也随着天越长越高。这样不知过多少年,天和地逐渐成形了,盘古也累得倒下来了。

盘古倒下后,他的身体发生了极大的变化。他呼出的气息,变成了四季的风和云;他发出的声音,化作了隆隆的雷声;他的双眼变成了太阳和月亮;他的四肢,变成了大地上的东、西、南、北四极;他的肌肤,变成了辽阔的大地;他的血液,变成了奔流不息的江河;他的汗,变成了滋润万物的雨露。

这个传说跟奇点引起大爆炸的理论一致。

在太阳系里,太阳系内的行星都有人类出现了。

水星,古称辰星(西汉《史记‧天官书》的作者司马迁从实际观测发现呈灰色,晨星与五行学说联系在一起),以水的黑色为归属,将其命名为水星。因其运动迅速,欧洲古代称它为墨丘利,意为信使神(古罗马神话中,飞速奔跑)。

水星表面遍布环形山(与月球和其他卫星相似),其地质在数十亿年来都处于非活动状态。水星无四季变化,行星中仅有它与太阳轨道共振。相等,每自转三圈的时间在太阳上与绕太阳公转两圈。参照太阳的自转与公转,每两个水星年差不多等于一个太阳日。因此,对观测者所在的水星来说,一“天”相当于两年。

根据最新的水星模型,一个固体硅酸盐外壳和地幔,覆盖着一个固体外核、一个更深的液体核心层和一个固体内核,是对水星结构的描述。水星有相当大的铁核(约占总体积的57%,以体积计算)。水星有极稀薄的大气(外逸层,由氢、氦、氧、钠、钙、钾、镁、硅和氢氧化物等元素组成)由于几乎没有热量大气来维持,水星的表面昼夜温差,白天表面温度可达427摄氏度,黑夜最低温度可降到-173摄氏度左右,较大。

与金星相同,水星的轨道位于地球的内侧,所以它只能在晨昏之际与白天出现于天空中,而不会在子夜前后出现。从地球看水星的亮度有很大的变化,视星等从-2.48至7.25等,但是它与太阳的距角最大只有28.3°。在北半球,只能在凌晨或黄昏的曙暮光中看见水星。当大距出现于赤道以南的纬度时,在完全黑暗的天空中,中纬度,在南半球可见。

水星的观测纪录可以追溯到公元前3,000年的苏美尔人,希腊的赫西俄德时代称之为Στίλβων(拉丁化:“Stilbon'”)(“the gleaming”)和“Hermaon”。今天英文中的名称来自罗马,是罗马神话中众神的信使墨丘利(Mercurius),相当于希腊的赫耳墨斯(Hermes)和巴比伦的纳布。在天文学上的符号是一个古老的占星符号,一个很有风格的版本是带着有翅膀的头盔持着众神手杖(caduceus)的“传信天使”。在公元前5世纪,希腊天文学家认为水星是两个不同的天体,这是因为它时常交替地出现在太阳的两侧;一颗出现在日落之后,它被叫做墨丘利;另一颗则出现在日出之前,为了纪念太阳神阿波罗,它被称为阿波罗。毕达哥拉斯后来指出他们实际上是相同的一颗行星。

在印度,水星被称为“Budha”(बुध),是月亮之神(“Chandra”)的儿子;在希伯来,称为“Kokhav Hamah”(כוכבחמה),意思是来自太阳的炎热之星。

在中国,水星是五行之一,又称为“辰星”。《五星占》,成书时间在汉朝初年,用列表的形式记录了从秦始皇元年(公元前246年)到汉文帝三年(公元前177年)70年间金星、木星、水星、土星、火星的位置其中,其中讲到“北方水,其帝颛顼,其丞玄冥,其神上为辰星。”就五星与五方、五行、五帝等作了严整的对应,这是将五大行星和五行学说相结合的最早记录。

水星是太阳系所有的行星中轨道离心率最大的,为0.20563。水星与太阳的距离在4600万至7000万千米的范围之间变动,以87.969地球日的周期完整地公转太阳一圈。右边的水星轨道图叠加上有着相同半长轴的圆形轨道,以显示出轨道离心率造成的影响。以5天为间隔的标示显示出在近日点时有着较大的距离,清楚的显示出比较高的轨道速度。球的大小,与它们和太阳的距离成反比,用来阐释日心距离的变化。到太阳距离的变化,结合行星绕着自转轴的自转轨道共振,造成表面温度复杂的变化。这种共振使得一个水星日的长度是水星的两年,或是大约176个地球日。水星的轨道平面对地球的轨道平面(黄道)有着7度的倾斜,显示在右图中。水星在前方穿越太阳的凌日,只有在水星穿越黄道平面之际,也位于地球和太阳之间时才会发生。平均下来,大约7年才会发生一次。水星的转轴倾角几乎是零,测量值小于0.027度。这明显的远小于木星,它是转轴倾角第二小的行星,数值为3.1度。这意味着位于水星极点的观测者,太阳中心点的高度永远不会高于地平线上2.1角分。

在水星表面上的某些点,观测者可以看见太阳上升到半途时,会反转回去日落,然后再度日出;在所有的点上,这些都发生在同一个水星日。这是因为在近日点前大约4个地球日时,水星轨道的角速度,几乎与它的自转速度相同,所以太阳的视运动会停滞;在近日点时,水星公转的角速度超过水星自转的角速度。因此,对假设在水星上的观测者,会明显的看到太阳逆行。通过近日点4天之后,在这些点上观测到的太阳视运动又恢复正常了。

水星与地球内合(最靠近地球)的周期平均是116地球日,但是由于水星轨道的离心率,这个间隔从105日至129日不等。水星与地球的距离可以近到7730万千米,但在公元28622年之前不会接近至8000万千米以内,公元2679年为8210万千米,公元4487年为8200万千米。从地球可以看见它逆行的时间大约是在内合前后的8-15天,所以会有如此大范围差距变化,完全是因为它有着较大的离心率。

水星的视星等介于−2.6等(比最亮的恒星天狼星更亮)和+5.7等(接近理论上裸眼可见的极限值)之间。这两个极端值都出现于水星在天空中的视位置接近太阳的时候。由于它很接近太阳,因此观测上很麻烦,大部分的时间都会迷失在阳光中,只有在日出前或日落后短暂的暮曙光内可以看见。说起五大行星的水星,自古以来用肉眼观测是最难的。水星,像其它一些行星和明亮的恒星一样,可以在日全食的时间被看见。

像月球和金星一样,从地球上可以观察到水星的相位。它的“新月”出现于内合,“满月”出现于外合。由于它相对的过度贴近太阳,因此从地球上是看不见水星呈现这两种相位。观察水星的最佳时候是在日出之前约50分钟,或日落后50分钟。

若用望远镜看水星,则可以选择水星在其轨道上处于太阳一侧或另一侧离太阳最远(大距)时并在日出前或日落后搜寻到它。天文历书显示,这个所谓的“大距”究竟是在太阳的西边(右边)还是东边(左边)。若是在西边,则可以在清晨观测;若是在东边,则可以在黄昏观测。知道了日期,又知道了在太阳的哪一侧搜寻,还应该尽可能挑一个地平线没有东西阻隔的地点。搜寻水星要在离太阳升起或落下处大约一柞宽的位置。会看到一个小小的发出淡红色光的星星。

在其被太阳光淹没之前,大概可以观测它2个星期。6个星期之后,它又会在相对的距角处重新出现。

在中国的大部分地区,一年通常只有2到3次最佳的水星观测机会。水星是昏星时,每年3月底到6月初,尤其是在5月中下旬,有机会达到比较大的高度,可以在傍晚西方天空中寻找。水星是晨星时,9月初到12月初,尤其是10月中下旬,有机会达到比较大的高度,可以在黎明时向东方寻找。值得注意的是,并不是说这两个时间段的水星一定会比较高,只有在此期间发生水星大距时,高度才会比较大,否则就只能静待下一年了。例如,2021年有两次大距都非常接近最佳观测日期。分别是5月17日的昏星和10月25日的晨星。

其实水星用肉眼观测并不是想象中那么难。要想观测水星,选择其大距时固然重要,而对于南北纬30,甚至20度以上的观测者,水星相对于太阳的赤纬极为重要。据传说,大天文学家哥白尼临终前曾叹他一生没有见过水星。

哥白尼为什么没见过水星,最重要的客观原因有两个:第一,近前后5000年,北半球相对于南半球,不适合观测水星,因为每当水星大距处于其远日点时,北半球观测者会发现水星的赤纬总是低于太阳赤纬,即使水星离太阳距角接近最大的28度,但水星几乎还是和太阳同升同落。反之水星到了近日点时,北半球观测者看到的水星却比太阳赤纬高。但近日点毕竟才18度的距角,所以水星还是难以观测。这种情况需要再过几千年水星近日点进动90度后才能改观。第二,地理纬度越高,内行星越难见。纬度高的地区,太阳的晨昏朦影时间很长,即日出前或者日落后很久,天空依然明亮,所以不利于观测水星,即使北半球来说水星每逢高于太阳赤纬的大距,亮度至少比织女星亮,但明亮的天空背景还是使水星不易观测。

在北半球如中国,想要观测水星,只要选对日期,天气良好的情况下还是很容易做到的。一年中观测水星的最佳月份是3月、4月、9月、10月,即春秋分前后。春秋分时黄道赤纬微分值最大,(黄道赤纬变化最大),太阳和水星在黄道上相同距角时,距离的赤纬也比其他黄道区域大。当水星赤纬大于太阳赤纬较多时,偏北的水星可以在太阳在地平线下很久而被观测到。经验是:春分时节在西方的双鱼、白羊座找,秋分时节在狮子、处女座找水星。水星相当的明亮,在淡蓝色的黎明和黄昏低空中发出不闪烁的黄色光芒。

通常通过双筒望远镜甚至直接用肉眼便可观察到水星,但它总是十分靠近太阳,在曙暮光中难以看到。Mike Harvey的行星寻找图表可以指出此时水星在天空中的位置(及其他行星的位置),再由“星光灿烂”等天象程序作更多更细致的规划。

水星诞生于大约45亿年前,由太阳形成时留下的尘埃和气体组成的漩涡凝结,形成了一颗类地行星,有着致密的金属内核、岩石地幔和固体地壳。然而,这颗小行星冷却得很快,在最初的10亿年左右的时间里收缩得足够小,阻止了岩浆通过地壳逃逸,并结束地表火山活动等地质活动。

科学家曾认为水星与其他类地行星相比富含铁,因为它可能是在太阳星云内部极热区域的物质吸积而成的。这个区域只有较低温度下的物质能够凝固,不会使挥发性更强的元素和化合物在离太阳如此近的地方凝结。然而,现代太阳系形成的理论认为,不同距离太阳的吸积过程不会导致行星化学成分的逐渐差异。相反,水星内的物质很可能来自太阳系内部的多个区域。水星可能是在太阳系内部的小行星带中形成的,并在接下来的数十亿年中因与其他小行星的相互引力作用而发生位置变化。[11]

一些行星科学家认为,在水星的早期,它经历了一次巨大的碰撞,这次碰撞剥离了行星的大部分外层,留下了一个由内核主导的天体。这类似于火星大小的天体与地球的碰撞,并形成了月球。[11] 然而,水星之所以拥有高密度可能有其他原因。重金属颗粒和硅酸盐颗粒在形成水星的过程中可能存在优先顺序,也可能是由于热量和气体动力学阻力的影响,使物质的分布发生改变。此外,数十亿年来,水星的表面和近表面材料不断受到小行星、彗星和太阳风粒子的撞击,这也可能影响了水星的化学成分。[11]

行星科学家仍在研究水星形成后发生的地质和行星物理事件的年代,包括早期火山活动和撞击事件。[17] 水星拥有一个单一板块的地壳,其形成主要是通过全球性释放内部热能的火山活动。这些火山活动在约35亿年前快速停止,这与水星的全球冷却和收缩有关。然后,水星经历了不同时代的地质变化,如火山喷发和撞击事件,最终进入了现今的地质状态。水星表面的地质年代被分为不同时代,则是基于地层交叉关系和不同地质事件之间的关联来确定的。总的来说,水星的形成和演化是一个复杂的过程,涉及多个因素,包括化学成分、地质事件和太阳系内部的物质交互作用。

金星:金星(英语、拉丁语:Venus,天文符号:♀),在太阳系的八大行星中,是从太阳向外的第二颗行星,轨道公转周期为224.7天,没有天然的卫星。金星在中国古代称为太白、明星或大嚣,早晨出现于东方称启明,晚上出现于西方称长庚。到西汉时期,《史记‧天官书》作者司马迁从实际观测发现太白为白色,与“五行”学说联系在一起,正式把它命名为金星。英文名称源自罗马神话的爱与美的女神维纳斯(Venus),古希腊人称为阿佛洛狄忒,也是希腊神话中爱与美的女神。金星的天文符号用维纳斯的梳妆镜来表示。

金星在夜空中的亮度仅次于月球,是第二亮的天体,视星等可以达到-4.7等,足以在地面照射出影子。由于金星是在地球内侧的内行星,它永远不会远离太阳运行:它的离日度最大值为47.8°。金星是一颗与地球相似的类地行星,常被称为地球的姊妹星。它有着太阳系四颗类地行星中最浓厚的大气层,其中超过96%都是二氧化碳,金星表面的大气压力是地球的92倍。其表面的平均温度高达735 K(462 °C),是太阳系中最热的行星,比最靠近太阳的水星还要热。

金星被一层高反射、不透明的硫酸云覆盖着,阻挡了来自太空中,可能抵达表面的可见光。它在过去可能拥有海洋,但是随着失控的温室效应导致温度上升而全部蒸发掉。水最有可能因为缺乏行星磁场而受到光致蜕变分解成氢和氧,而自由氢被太阳风吹散,逃逸到星际空间。2020年9月15日,科学家在金星大气层中侦测到磷化氢存在,这可能是地外生命存在的迹象。

金星绕轴自转的方向与太阳系内大多数的行星是相反的。金星绕太阳公转周期为224.701天,半长径约为10850万千米。虽然所有的行星轨道都是椭圆的,但金星轨道的离心率小于0.01当金星的位置介于地球和太阳之间时,称为下合(内合),会比任何一颗行星更接近地球这时的平均距离是4100万千米,平均每584天发生一次下合。由于地球轨道和金星轨道的离心率都在减少,因此这两颗行星最接近的距离会逐渐增加。而在离心率较大的期间,金星与地球的距离可以接近至3820万千米。

金星的自转周期是243天,是主要行星中自转最慢的。金星的恒星日比金星的一年还要长(243金星日相对于224.7地球日),但是金星的太阳日比恒星日为短,在金星表面的观测者每隔116.75天就会看见太阳出没一次,这意味着金星的一天比水星的一天(176地球日)短。太阳会从西边升起,然后在东边落下。金星在赤道的转速只有6.5千米/小时,而地球在赤道的转速大约是1600千米/小时。[2]

如果从太阳的北极上空鸟瞰太阳系,所有的行星都是以反时针方向自转,但是金星是顺时针自转,金星的顺时针转是逆行的转动。当行星的自转被测量出来时,如何解释金星自转的缓慢和逆行,是科学家的一个难题。当他从太阳星云中形成时,金星的速度一定比原来更快,并且是与其他行星做同方向的自转,但计算显示在数十亿年的岁月中,作用在它浓厚的大气层上的潮汐效应会减缓它原来的转动速度,演变成当前的状况。

金星与地球平均584天的会合周期,几乎正好是5个金星的太阳日。金星逆向自转现象有可能是很久以前金星与其它小行星相撞而造成的,除了这种不寻常的逆行自转以外,金星还有一点不寻常。金星的自转周期和轨道是同步的,这么一来,当两颗行星距离最近时,金星总是以同一个面来面对地球(每5.001个金星日发生一次)。这可能是潮汐锁定(tidal locking)作用的结果--当两颗行星靠得足够近时,潮汐力就会影响金星自转。

位相变化

金星同月球一样,也具有周期性的圆缺变化(相位变化),但是由于金星距离地球太远,肉眼是无法看出来的。金星的相位变化,曾经被伽利略作为证明哥白尼的日心说的有力证据。

金星是一颗内层行星,从地球用望远镜观察它的话,会发现它有位相变化。伽利略对此现象的观察是赞成哥白尼的有关太阳系的太阳中心说的重要证据。在太空探测器探测金星以前,有的天文学家认为金星的化学和物理状况和地球类似,在金星上发现生命的可能性比火星还大。20世纪50年代后期,天文学家用射电望远镜第一次观测了金星的表面。

金星的轨道比水星的要大。当金星处于西方(在太阳之右)或东方(在太阳之左)的最大距角时,看起来它距太阳比水星距太阳远一倍。金星是天空中最亮的天体之一,观察它的最佳时间可能是当太阳恰好位于地平线以下的时候。必须注意,千万不能用眼睛直接看太阳。太阳落山金星随后落下,此时它位于太阳之左;太阳升起前金星首先升起,此时它位于太阳之右。很容易分辨出金星,它明亮而略呈黄色。当金星呈大“新月”形时,用双筒望远镜观测它是最合适的。此时金星位于最大距角点与下合点之间在下合点时金星位于地球与太阳之间,便看不到它了,注意调好望远镜的焦距使之能观察遥远的物体。

地球:还在史前文明。

火星:火星(英语:Mars;拉丁语:Martis;天文符号:♂),是距离太阳第四近的行星,也是太阳系中仅次于水星的第二小的行星,为太阳系里四颗类地行星之一。

欧洲古称火星为“玛尔斯[37]”,古罗马神话中的“战神”,也被称为“红色星球”。古汉语中则因为它荧荧如火,位置和亮度时常变动而称之为荧惑。

其橘红色外表是因为地表被赤铁矿(氧化铁)覆盖,火星的直径约为地球的一半,自转轴倾角和自转周期则与地球相近,但公转周期是地球的两倍。火星亮度最高可达-2.9等,但在大部分时间里比木星暗。

火星大气以二氧化碳为主(95.3%),既稀薄又寒冷,遍布撞击坑、峡谷、沙丘和砾石,没有稳定的液态水。南半球是古老、充满撞击坑的高地,北半球则是较年轻的低地平原。火星上最大的火山—奥林匹斯山和最大的峡谷—水手号峡谷。火星有两个天然卫星:火卫一和火卫二,形状不规则,可能是捕获的小行星。根据观测的证据,在火星观察到类似地下水涌出的现象,南极冰冠有部分退缩,雷达数据显示两极和中纬度地表下存在大量的水冰。

火星有美国宇航局和欧洲发射的四艘在轨环绕探测器,分别是奥德赛号、火星快车号、火星全球勘测者和MAVEN火星探测器。表面还有多个美国的火星车,如好奇号、洞察号以及结束任务的火星探路者号、凤凰号、勇气号和机遇号等等。[

2021年5月15日,科研团队根据“祝融号”火星车发回遥测信号确认,“天问一号”着陆巡视器成功着陆于预选着陆区,中国首次火星探测任务取得圆满成功。

大约45亿年前,当太阳系进入目前的布局时,火星是在引力吸引旋转的气体和尘埃进入时形成的,成为距离太阳第四颗行星。火星的大小约为地球的一半,与其他类地行星一样,它有一个中心核心、岩石地幔和固体地壳。

根据撞击坑定年法和地层叠置交错关系将火星地质年代分为四个阶段:前诺亚纪(Pre-Noachian)、诺亚纪(Noachian)、西方纪(Hesperian)和亚马逊纪(Amazonian)。前诺亚纪距今约4.1~4.6Ga,撞击与火山事件使早期地表不复存在,因而将最早的数亿年归为前诺亚纪。该时期形成了包括北部低地、乌托邦平原等地质单元,具有全球性磁层,但当时的大气性质、地表挥发分组成仍然是未解之谜。

诺亚纪

诺亚纪距今3.7~4.1Ga,该时期以海拉斯盆地的形成为底界,分为早、中、晚诺亚世。诺亚纪的显著特征为高频率的撞击、侵蚀和广泛沟谷地貌的形成,也包括塔尔西斯火山省主体部分的聚集以及大量风化产物(如层状硅酸盐)的形成。诺亚纪大多数火山活动都集中在塔尔西斯区域,大型撞击盆地和北部盆地也可能分布有大量埋藏在较年轻沉积物中的诺亚纪火山岩。撞击高地中暴露的大多数物质可能是原生火山岩或受撞击改造的火山岩,它们主要是富含低钙辉石的玄武岩,以及不同含量的橄榄石。在诺亚纪大部分区域探测到的原生火成岩矿物(特别是橄榄石)表明当时的风化作用十分有限。

西方纪

西方纪距今3.0~3.7Ga,大致与地球的太古代早期处于同一时期。西方纪的主要特征是火山作用,形成了广泛的熔岩平原。与诺亚纪相比,山谷形成率较低,但有大量的外流河道、湖泊或海洋形成。此外,西方纪侵蚀率极低,形成层状硅酸盐的蚀变作用急剧减弱或停止,并在局部区域富集硫酸盐矿物。火星表面的侵蚀率、风化率和山谷形成率的急剧下降强烈表明西方纪期间气候可能由暖湿向干冷转变,地表和气候条件不利于侵蚀和风化作用的发生。西方纪的火山作用主要表现在脊状平原和一些低矮盾状火山的形成,与脊状平原形成相关的火山喷发的二氧化硫排放可能导致了显著的温室效应,造成早期西方纪火星气候间歇性变暖,随后随着火山作用的减退,二氧化硫迅速从大气中消失,地表温度下降。在西半球,熔岩平原主要分布在塔尔西斯火山东部外围区域。在东半球,熔岩平原形成了西方平原、大瑟提斯平原和海拉斯盆地大部分的底部区域。西方纪广泛存在的火山活动使火星约30%的区域发生了地表重塑,同时这也可能是该时期硫酸盐大量沉积的原因。

亚马逊纪

亚马逊纪距今约3.0Ga,并一直持续到现在,其覆盖了火星地质历史的三分之二。尽管亚马逊纪持续的时间相当长,但由撞击作用、构造作用和火山活动造成的地貌变化较小。此外,还持续了晚西方纪极低的侵蚀率和风化率特点。与火星早期相比,亚马逊纪冰川和风的作用对地表的改造更为明显。亚马逊纪最显著的特征是冰川的活动,且在中高纬度地区冰川活动更为明显。火星轨道倾角的变化对冰川的活动与分布会产生强烈的影响,当倾角较大时冰川将会从极区转移到较低纬度并聚集积累。亚马逊纪的火山作用主要集中于塔尔西斯和埃律西昂地区,火星表面的大型盾形火山最终形成,它们附近会形成较大面积的熔岩平原,亚马逊纪也存在地表水的活动,如在塔尔西斯和埃律西昂区域盾状火山的附近形成了外流河道。这一时期最为普遍出现的水流地貌为撞击坑内壁上广泛发育的冲沟,它们可能是由地下冰层融化释放的液态水形成。

公转与自转

公转

火星与太阳平均距离为1.52AU(天文单位),近日点1.38AU,远地点1.67AU,公转周期为687地球日,1.88地球年(以下称年),或668.6火星日。平均火星日为24小时39分35.244秒,或1.027491251地球日。在地球,火星肉眼可见,亮度可达-2.9,在夜空中只暗于月球、金星和木星(大部分时间)。

自转

火星自转轴倾角为25.19度,和地球的相近,因此也有四季,只是季节长度约为两倍。由于火星轨道离心率大约为0.093(地球只有0.017),各季节长度不一致,又因远日点接近北半球夏至,北半球春夏比秋冬各长约40天。2009年10月26日为北半球春分,2010年5月13日为夏至,北半球处春季。

火星轨道和地球的一样,受太阳系其他天体影响而不断变动。轨道离心率有两个变化周期,分别是9.6万年和210万年,于0.002至0.12间变化;而地球的是10万年和41.3万年等,于0.005至0.058间变化(米兰科维奇循环),火星与地球最短距离正慢慢减小。至于自转轴倾角,火星是25.19度,但可由13度至40度间变化,周期一千多万年,不像地球的稳定处于22.1和24.5度间,是因为火星没有如月球般的巨大卫星来维持自转轴。也因没有大卫星的潮汐作用,火星自转周期变化小,而地球的会被慢慢拉长,因此现今两行星的自转周期相近只是暂时现象。

木星:木星是太阳系八大行星中体积最大、自转最快的行星,从内向外的第五颗行星。木星的赤道约为14.3万公里。质量是地球质量的318倍,是太阳系内所有其他行星质量总和的2.5倍。

木星距离太阳的平均距离是5.2个天文单位(1个天文单位为太阳与地球之间的距离,约为1.496亿千米),与太阳间的距离为地球与太阳之间距离的5倍多。从地球上看,它是夜空中亮度排第二的行星,排在“夜空中最亮行星”金星之后。

木星大气层由86%的氢气和14%的氦气组成。表面覆盖着厚厚的、棕黄色和白色相间的云层。木星是太阳系内自转最快的行星。木星的移动速度非常快。其自转速度为4.53万公里/小时(12.6公里/秒),一次自转只需10小时,因此,木星的一天只有10个小时。木星的轨道为椭圆或橄榄型,绕太阳旋转一次所需的时间是地球绕太阳旋转一次所需时间的12倍,因此,木星上的一年等于地球上的12年,与地支相同之故,到西汉时期,《史记‧天官书》作者司马迁从实际观测发现岁星呈青色,与“五行”学说联系在一起,正式把它命名为“木星”。木星云层的温度约为零下145摄氏度。木星中央附近的温度非常高,核心温度约为2.4万摄氏度,比太阳表面还热。

木星“块头”大、自转快、磁场强、大红斑最有名、自带光环、卫星“情人”最多。

轨道共振关系在距离太阳约1.5天文单位(2.2亿公里;1.4亿英里)处被捕获。这又改变了它们的迁徙方向,最终使它们远离太阳,移动到它们的位置。这一系列事件发生在3-6百万年的时间内,而木星的最后一次迁徙发生在几十万年的时间里。木星的向外迁移过程为内部行星,包括地球,提供了形成的机会。

"大迁徙假说"仍然存在一些未解决的问题,包括类地行星形成时间尺度似乎与测量的元素组成不一致,以及如果木星通过太阳星云迁移,它很可能会进入离太阳更近的轨道。[33] [34] 一些竞争性的太阳系形成模型预测,木星的形成轨道与现今行星的轨道特性相似,而其他模型则认为木星形成于更远的距离。[27] [35] [36] 根据木星的组成,有研究人员认为木星最初形成在冻结线(N2)外,距离太阳约20-30天文单位(30-45亿公里;19-28亿英里),甚至可能距离高达40天文单位(60亿公里;37亿英里)。然后木星在形成后的约70万年内从初始形成位置迁移到其位置,而太阳系内的其他行星,如土星、天王星和海王星,则形成在距离木星更远的地方,并且土星也曾经向内迁移。[35] [36]

2017年,来自美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室和德国明斯特大学的研究人员在分析来自小行星的陨铁中钨和钼[mù]的同位素时发现,木星岩石内核可能在太阳系形成后的100万年后就已经处在形成阶段中,木星形成可能已有距今46亿至50亿年。[39] [40]

土星:有外星人。

天王星:有外星人。

脉冲星/中子星:生活着外星人。

氦星球:生活着外星人。

氪星球:生活着超人克拉克。

氩星球:生活着外星人。

三皇五帝是中国上古传说中开创华夏文明的杰出领袖,其具体名单因古籍记载而异,但主流观点认为:

三皇通常指:燧人氏(发明钻木取火,结束茹毛饮血时代,被尊为“天皇”)、伏羲氏(创八卦、制婚姻、教渔猎,称“人皇”)、神农氏(尝百草、兴农业,开创农耕文明,号“地皇”)。

五帝主流说法为:黄帝(统一中原部落,创文字音律)、颛顼(制定历法)、帝喾(推动农业与天文)、尧(创立禅让制)、舜(重用大禹治水)。

这时候外星人已经科技很发达了。

氪星球、氦星球、氩星球、火星、太阳、月球、地球上面生活的人热爱和平。

其他星球的外星人妄图统治宇宙、称霸星际。他们之间因为利益纠葛,在打仗。

金星上的外星人是克里人。他们掌握了最新的武器。

水星上的外星人是克鲁人。他们科技发达。

木星上的外星人是肯特人。他们军事发达。

天王星上的外星人是摩琉人。他们野蛮,遵循着“弱肉强食的丛林法则”。

脉冲星/中子星上的外星人是格林人。

他们为了称霸星际,进行着星际间的战争。

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