這是我們的家太陽系
浩瀚 雄偉 而寧靜
其實不然
這里曾經除了大片稀有氣體之外 空無一物
我們如何從這個狀態 變成現在這個狀態
我們仰望虛空時 看見的其實是自己的源頭
過去發生的事
將太陽系的歷史拼湊成形
顯示太陽系在一片混亂中誕生
幾乎就像是行星的彈珠游戲
發生相當激烈的事情
這是一則終極生存故事
太陽系的形成
科學新發現:太陽系的誕生
================= 字幕制作:春天的落葉 字幕校隊:myname69 =================
縱觀歷史
觀察天空的人類 總是興起敬畏和驚嘆之情
我們的祖先驚奇地仰望天空
想象如今我們稱之為行星的 明亮物體的力量
事實上 自從有人類以來
我們一直仰望天空
觀察我們所看見的事物
懷疑那些事物和我們之間的關系
古代人樹立直立的巖石 寺廟和金字塔
以便預測宇宙事件和崇拜天空的神明
但最初的望遠鏡卻顯示出 有別于我們想象的宇宙
我們開始看見天空中實際的物體
不是神明
而是行星 恒星和無邊無際的氣體云
1755年
德國科學家兼哲學家伊曼紐康德
將注意力轉向這些大的云或星云
在過程中提出第一批
太陽系如何形成的現代理論之一
結果星際太空 這些美麗的暈非常重要
那里是恒星誕生 行星成形的地方
康德主要想法是星云向內塌陷
壓縮形成行星和恒星
這就是星云理論
250年后
康德的理論仍然有助于 解釋太陽系的誕生
如今最新的觀察結果
透露了太陽系的太陽 行星和 月球的形成過程
杰夫海斯特教授之類的科學家
解決許多長久以來的 太陽系如何形成之謎
自從有人類以來
人類一直百思不得其解的疑問
如今得到解答
改變了我們對人類本身的看法
蜜雪兒柴勒博士
是使用美國航太總署 史匹哲太空望遠鏡的天文學家
這是航太總署 大天文臺計劃的第4個
也是最后一個人造衛星
讓科學家以全新的角度觀察宇宙
今日的天文學
使我們終于看見宇宙的真面目
而不只是以人類意識看待宇宙
建立太陽系 形成經過的方式之一
是觀察其他遙遠的星系如何成形
但假如康德是對的
新太陽系在星際氣體深處成形
我們可能永遠也看不見這個經過
結果我們人類肉眼所見
并非一件完整的經過
宇宙還有很多事件 是人類天生無法觀察到的
物體散發紅外線輻射
紅外線的波長比可見光長
因此不會因塵埃而散射
使用可見光的傳統望遠鏡
看不見充滿塵埃的星云內部
但是史匹哲望遠鏡 內建的紅外線反應起卻看得到
消防員也運用相同的原理
這個房間充滿煙霧
不可能用肉眼或一般攝影機 看見房間內的情形
因為消防隊利用紅外線攝影機
才能看見 煙霧彌漫房間里面的人
其實看到的是人體的體溫
這就是史匹哲望遠鏡的原理
史匹哲可看透巨大的煙霧塵埃云
看見內部的行星
正如同這些人 可以找到里面的人
可見光完全被煙霧塵埃遮蔽
但是紅外線光的波長比較長
碰巧連煙霧塵埃這些化學物質 也阻擋不了它
我想你現在應該了解
使用史匹哲太空望遠鏡 能見到以前從來未見過的景象
煙霧彌漫房間內的攝影機是一回事
外太空的一架望遠鏡 又是另一回事
2003年在地面上
柴勒與同事急切地等待 史匹哲的第一份資料
這關系到太陽系起源 獨一無二的景象
實際上 沒有人透過紅外線看過宇宙
所以一開始 我們驚嘆于宇宙之美
我沒想到史匹哲的影像 在視覺上如此令人驚嘆
這些影像美極了
但這些不只是美麗的影像
關鍵在于透過觀察 遙遠世界形成的經過
我們也更加了解自己星系誕生的情形
我們有幸觀察恒星和行星形成的過程
也等于有效回溯到數十億年前
太陽系必定經歷過的相同過程
這回溯的驚鴻一瞥
拍攝太陽系形成 最早期的情形
這是有史以來 星云塌陷內部的最佳影像
我們透過史匹哲望遠鏡
觀察到塵埃開始聚集的時刻
然后逐漸加溫 最后終于出現年輕恒星
結果發現 康德250年前的理論
基本上正確無誤
太陽系的星云于46億年前開始塌陷
星云很可能從形成開始 就在太空中緩慢旋轉
但隨著物質塌陷 星云也可礙事轉得更快
這就是所謂的角動量守恒物理定律
隨著星云縮小
等量的能量在更小的空間內聚集
為了維持相同的動量
旋轉速度必定要增加
隨著星云在自身的重力 和旋轉更快的狀況下開始塌陷
中央也形成一快稠密物質
稱為原恒星
最初高溫由摩擦力產生
但是這些物質 達到華氏1800萬度時
便產生核融合效應
我們的恒星誕生于45億年前
氫原子融合在一起形成氦
過程中釋放光子
這是太陽發射的第一道光芒
會持續閃耀40億年
這是直徑將近1百萬里的巨大核子熔爐
從遠方看來 此過程似乎很平和
太陽溫和地將能量 散放到早期的太陽系中
活動很多 變化多端又激烈
有爆炸 強烈的輻射
我想太陽系的起源相當壯觀
近年來的研究顯示 太陽系的誕生一點也不平靜
我們的太陽一事實上很可能
是在全宇宙 最狂暴的事件中誕生的
那就是另一恒星的爆炸死亡
甚至在那個事件以前
發生過一起巨大的爆炸事件
因而產生整個宇宙
那就是大爆炸
沒有人知道大爆炸的起因為何
但我們認為 大爆炸造成了空間 時間
以及宇宙所有物質
但是天體物理學家 史坦伍斯利教授
認為還有一個謎
大爆炸機會沒有制造出
88種天然化學元素的任何一種
我們周遭不只有氫和氦
我們看見行星和人類
人類是碳和氧所組成的
行星是碳和矽所組成的
這些都不是來自大爆炸
而是來自其他地方
在地球上我們已學會為自己制造新元素
那就是核子新科技
恒星內也發生相同的
大爆炸的氫和氦
融合形成更重的元素
假如恒星夠大
在生命結束時 發生壯觀的事件
那就是爆炸
超新星爆炸的能量
基本上相當于太陽在 一百億年生命中釋放的能量
但超新星卻在不到一天時間內 釋放這樣的能量
在接下來幾個月之內膨脹
膨脹時和整個銀河系一樣明亮
和10億個太陽一樣明亮
垂死恒星內部的極端核爆炸過程
將恒星生命期內創造的元素融合在一起
形成更重的元素
恒星爆炸將這些元素散落在太空中
恒星死亡時 創造他處制造行星和生命
所需的基本元素
將數百萬年之核子反應的產品
噴放到恒星之間的氣體當中
以這些物質為基礎的云 有的最終會形成新恒星
但物質將散布得非常稀薄
我們很難了解是什么原因 造成這樣的星云塌陷
查明真相的最佳方式
是檢查組成星云的物質
也是檢查太陽系兩種最古老的物質
小行星和彗星
但是科學家首先必須從外太空帶回一個樣本
彗星是太陽系最早期的遺物
當中或許隱藏著太陽系起源的線索
但是在科學家深入研究之前
必須先采集樣本
1981年
美國航太總暑的鄭哲博士 開始進行自己的構想
將彗星殘片帶回地球
這幾乎就像是太空法醫鑒定學
有如電視節目中的犯罪現場
他們找到一片油漆
或一根頭發什么的
這和我們想做的非常類似
鄭博士和同事 設計星塵號探測器
從地球出發航行超過3億里
從維德2號彗星收集到彗星微粒
問題只有一個
塵埃粒子的移動速度比子彈快6倍
但是鄭博士還是必須將它們 完整無缺地帶回地球
所以我需要能夠裝 高速子彈的特殊材質
我才能接住它而不至于打碎
我需要接住子彈而不將子彈打碎
鄭博士做了兩年多年次實驗
才使接住彗星的材料臻于完美境界
其化學材料和二氧化矽的玻璃一樣
只是比玻璃密度小1千倍
鄭博士稱之為平滑矽氣凝膠
能攔下彗星微粒的只有這個
探測器載著凝膠捕捉巢準備升空
1999年2月7日
探測器附在三角洲火箭上發射
主引擎啟動
星塵號太空船升空
為的是帶回太陽系 形成時元素的時空膠囊
這32億里的形成 花了將近5年的時間
但最后與彗星相遇的一夜 終于到來
在任務控制中心
鄭博士與同事只能等待
我們做過許多模擬測試
但問題還是存在
探測器是否會遇上彗星
就算不會遇到彗星 探測器是否能收集到塵粒
要是探測器回來卻沒有塵粒 那就太槽糕了
終于在2006年
太空船再度進入地球大氣層
太空船安全降落
科學家急忙將珍貴的貨物 運送到實驗室
他們一打開就知道任務成功
假如我捕捉到不用顯微鏡 光肉眼就能看見的微粒
我就很高興了
可是我接到30多個微粒
這是了不起的成就
這些是有史以來第一批 載回地球的原始彗星微粒
微粒或許很小
但包含了豐富資訊
要了解太陽系形成經過 可能要花很多年時間
可能要花數十年
才能從星塵號采樣中 盡量取得所有資訊
研究小組可能要等數十年 才能得到所有結果
但同時其他人正采取不同方式
彗星不是早期太陽系唯一的物質來源
隕石也非常古老
而且隕石有一大好處
它們會送上門來
驚人的是不管任何時候
將隕石帶去實驗室測定年代
答案都是45億年之久
這些是早期太陽系的物質
因此掌握一塊實質物體
將我們的的存在與歷史
和大宇宙連結在一起
經過大量分析之后
海斯特的研究小組
發現隕石內含有鐵60 這種不穩定同位素
這完全出乎大家意料之外
鐵60衰變的速度很快
因此隕石一定來自附近
假如來自更遙遠的地方
鐵60就會在被隕石困住之前 有時間衰變成另一種同位素
只有超新星才能制造鐵60
因此早期太陽附近 必定有一顆活動的超新星
出現一個鐵證
說明太陽系環境狂暴
附近還有一顆超新星
這實在令人驚訝無比
我們知道這會改變人們的看法
這會改變我們對太陽系起源的認識
盡管宣泄了狂暴的力量
我們的太陽系有可能是在 一顆超新星旁邊形成的
這些劇烈活動重新塑造周遭事物
爆炸超新星的震波 重擊20光年內的一切
這是銀河系的炸彈沖擊波
驚人的是這些破壞力很可能 供給了所需的一切
沖擊波可將分散物集中在一起
有如掃帚掃起灰塵
因此巨大塵埃云的塌陷
可能是附近超新星爆炸所引起的
爆炸傳送震波
壓縮周圍數光年內的氣體
壓縮引起其他恒星誕生
沖擊波很可能將我們的 星云物質全部掃成一堆
壓縮到一個程度之后
重力會開始產生作用
星云就會開始塌陷
就在星云之內,圍繞初期太陽
打轉的行星開始成形
如今科學家開始了解 行星形成的驚人過程
多年來行星形成的過程 一直令科學家百思不解
如今這些天文學家相信
行星在圍繞著新生的太陽的 氣體粒子盤內成長
但這種物質散布得太稀薄
重力無法將其凝結成塊
到了2003年
國際太空站上非正式的實驗
闡明這長久以來的謎題
太空人唐佩提
利用在太空的休息時間玩了幾個實驗
看看粒子在零重力狀態下表現如何
他利用不同顆粒 例如咖啡 糖和鹽
將顆粒放入袋內
觀察顆粒開始彼此吸附在一起
他領悟到顆粒在袋中
彼此摩擦產生靜電
使顆粒聚集成塊
假如此實驗在地球上進行 也會產生相同的靜電
但是在地球上
更強的引力
會使我們無法觀察到同樣的結果
佩提與同事了解到
他們在太空站零重力狀態下 看見的情形
應該也會發生在 早期太陽系的零重力環境
原行星盤內的粒子 可能因此帶電彼此吸引
行星科學家杰克利索爾
稱這個過程叫做吸極
日常生活中就有吸極現象
雨點在微小塵埃周圍
凝結成雨滴
在降落過程彼此相撞
正如同太陽星云內的顆粒撞擊在一起
吸極成更大的物體
塊狀物體一旦達到高山的體積
就會發揮強大的萬有引力
引力比靜電力更強大
使整個過程加速
在大約一百萬年后
塊狀物體越來越大形成微行星
然后繼續成長為完整的行星
引力使這些行星 鎖定在圍繞著太陽的軌道上
傳統上被人類理解為神秘的拉力
從愛因斯坦之后
科學家才對引力有了新的認識
大多數人知道太陽的引力
是使行星一直在圍繞太陽的 軌道上運轉的原因
現在我們要深入探討引力的真正本質
牛頓的第一運動定律 慣性定律
說明以固定速度直線運動的物體
維持相同的動作
現在我們俯視一個平面
我們把這顆球當作行星
沿著平面滾動
它當然是以固定速度直線運動的
愛因斯坦說事情沒有這么簡單
他說假如你拿一大塊物體 例如太陽
用這個橡膠吸盤做代表
這塊物體具有扭曲時空形狀的效果
對我們而言 看起來不是扭曲的
假如你從上方俯視
看起來還是和先前一樣平坦
就像棋盤一樣
但事實上還是扭曲的
現在我拿起行星 在這個扭曲的時空中滾動
行星想走直線 但是沒有直線可遵循
結果繞著中央物體 在軌道上轉動
這就是我們通常稱為 引力的扭曲時空效果
引力在每個方向 施加同等力量
因此效果總是將物體往中心吸引過去
引力夠強大時
會將任何物體重新制造成球體
所以太陽系所有行星 都形成接近完美的球體
由于直徑超過300里
因此不可能變成其他形狀
所有行星都機會是球體的
都源自于同一星盤
但最后形成大不相同的世界
從多巖的火星到氣體的木星
這些差異性主要都是 一個基本物理定律造成的
不同物質在不同溫度下凝結
這和特定溫度有關
氣體和固體有別
就是這樣
起初年輕恒星周圍的物質非常熱
呈氣體狀態
后來隨著外層冷卻
云中的物質開始凝結
有如地球上看雪花形成的過程
在靠近太陽的太陽系內側 溫度還是很高
氣體或冰熱得無法凝結
在這樣的溫度之下瞬間蒸發
但是金屬粒子可以在此地凝結
所以在此區形成的行星 是金屬成分很高的水星
天體物理學家史帝夫戴許
是行星形成理論的權威
他的研究顯示 水星是多么不適合居住的世界
水星沒有大氣層
沒有海洋 只有巖石
面對太陽的那一面
熱得可以融化鉛
溫度是華氏好幾百度
高溫是由于 水星靠近太陽所引起的
地球和太陽的距離約為其三倍
往外移動一些 溫度就下降一點
大約華氏500度
現在更多巖石粒子可以凝結
因此比較多巖的類地行星 金星 地球和火星
在此區形成
由于金星運行的軌道
距離太陽比水星遠大約4千萬里
可預期的是金星環境比較宜人
金星可能是太陽系中
最像我們心目中的地獄的地方
壓力非常大
氣溫很高 下的是硫酸雨
再過2千6百萬里
這里就是我們的家園 地球
地球有金發行星的呢稱
氣溫不過熱 不過冷
運行軌道和太陽距離剛好
非常有益于生命成長
地球有臭氧保護層
使我們不會受到紫外線傷害
還有抵擋致命宇宙輻射的磁場
地球是也是唯一 擁有大月亮的內側行星
如今像蓋瑞羅夫葛倫 這樣的科學家
還在研究30多年前 阿波羅號太空人
首次帶回的月球采樣
羅夫葛倫在 安全的月球儲藏設施工作
航空總署在那儲藏 把月球帶回的842磅巖石
多年來科學家一直在研究采樣
想知道月球和更寬廣的太陽系 是如何形成的
這對于地質學家而言 是珍貴的資源
帶回采樣是阿波羅號 太空人首要的任務
就算這代表抗命
阿姆斯壯堅持 一定要帶回一堆巖石
根據我的了解
這是違反規定的行為
他偷偷躲開攝影機的鏡頭
雖然他不應該這么做
還是裝了一箱巖石
采樣在實驗室經過分析之后
巖石很快地提供一些 令人驚訝的資料
我們迅速發現現代化學物質 和地球大不相同
這種化學物質和我們當初 對月球形成的想法不同
月球巖石 也就是月球本身
結果比原先所想的還要年輕
我們以前想到的所有理論 很快地被棄之如敝帚
花了數年時間才出現好構想
根據星云理論
行星形成之后 剩下的物質
不足以讓衛星 在太陽系內側形成
這一直是科學上的謎題
直到數十年 費盡心血的研究之后
科學家才提出新理論
一場地球發生 星際正面撞擊的慘烈災變
1969年
阿姆斯壯 是頭一個在月球上漫步的人
阿波羅號太空人 帶回月球采樣之后
科學家才終于能夠 了解月球如何形成
他們研究樣本中的化學同位素
顯示月球含有 曾是地球上的物質
這是出乎意料之外的發現
科學家無法解釋 這種物質如何來到月球
但最后終于出現大膽的新理論
此理論說明 早期太陽系不只有8個行星
而是約20個行星大小的物體
繞著太陽運行
你想到行星形成的初期時
可以將它想成彈珠游戲
這些物體到處翻來覆去
三不五時還會撞上彼此
45億3千萬年前
年輕的地球正面迎撞 一個叫忒伊亞的物體
忒伊亞的體積和火星差不多
假如今天發生這種碰狀
這會是人類的末日
等同許多氫彈在地球表面引爆
這一撞簡直是毀天滅地
爆破物質的勁道之強
數百億里噸的巖石 脫離了地球的引力
被噴放到太空中
這種物質被地球的引力拉住
進入軌道運行
經過數百萬年之后合并
成為我們的月球
這場撞擊是早期的太陽系 激烈活動的進一步證據
那是無數天體 順著紊亂軌道運行的時期
通常會釀成大浩劫
但某些物體成為 太陽系的永久特色
例如火星的兩個衛星 弗伯斯與迪摩斯
據信都是被火星引力 據獲的小行星
這兩顆衛星相對而言很小
連比較大的弗伯斯 也只是我們月球的十分之一
雖然火星體積 只有地球的三分之一
卻擁有太陽系最特別的特征
火星是很引人注目的行星
地質學家的樂園
比方說它有太陽系最大的峽谷
水手號谷
那里的分支 使地球上的大峽谷相形失色
長度和美國一樣長
那里有太陽系最大的火山
奧林帕斯山
連圣母峰也瞠乎其后
火星是4個重點內側類地行星 最后一個
巖石成分的形體 在小行星帶內運行
這些行星發展到 如今的大小之后就停止成長
這主要都是供給能量的問題
巖石與金屬 在早期太陽系中非常稀少
大約只占所有物質的0.6%
同時內側行也無法堆積氣體化合物
因為溫度過高無法在此凝結
所有氣體化合物在更遠處凝結
在我們到達此區和外側行星前
還要先對付小行星帶
科幻小說將此區 描述成擁擠的區域
難以跨越
如今我們知道小行星帶
至少有數萬個 直徑大約一里左右的小行星
然而駕駛太空船通過小行星帶
不太可能撞上小行星
事實上 我們必須細心瞄準太空探測器
才有可能前往小行星一邊
小行星帶的小行星之間的 平均距離大約是一百萬里
我們穿越小行星帶時
會遇到一條看不見 但很重要的界線
叫做凍線
跨越太空這條距離太陽 大約4億5千萬里的界線
我們便發現截然不同的行星
小行星帶某處有一條凍線
越過這條線
溫度就冷到可讓水凝結
過程平緩但相當重要
越過凍線外側行星成形
這里是和內側行星 截然不同的世界
原因在于溫度較低的區域 能凝結的物質不同
比華氏零下1百度還要冷
水 甲烷和阿摩尼亞之類的 氫化合物
能夠在這樣的溫度下凝結
早期太陽系有數兆公噸這類物質
但是要等到外側行星 達到地球的10倍大時
才真正開始成長
到了這個臨界質量 它們就具有足夠引力
開始吸收數兆公噸氣體
產生滾雪球效果
行星越大就吸收更多氣體
這是核心成長速度
與氣體盤持續時間長短的競爭
木星與土星占盡了太陽系的地利
它們很快成為巨大的超行星
由于此時氣體占其體積的90%
因此又稱為巨型氣體行星
到目前為止最大的是木星
這巨大行星的質量是地球三百多倍
體積比地球大1千多倍
根據哈爾萊文森的說法
幸好木星這么大
木星的引力非常強大
往往改變彗星的軌道
否則彗星就會進入太陽系內側
木星其實扮演保護大哥的角色
保護地球不受軌道外 惡劣環境影響
尤其有很多冰質彗星 很可能進來擊中地球
木星欲將它們擋開 丟出太陽系之外
土星是太陽系第二個大行星
結果幸虧土星沒有變得更大
根據我們的模擬測試
假如一個太陽系
有兩個木星大小的行星
最后一定會擊碎其他所有行星
其實這真是千鈞一發
土星不比木星小多少
因此穩定的太陽系 差一點就變得不穩定
要是土星再大一點
我們可能就不會在這里談論它
這是可怕的想法
較大土星的引力 假如和木星協同作用
很可能會吸引并毀滅 所有比它小的行星
幸虧土星從未踏上這致命之途
而是成長為太陽系 最耀眼的行星之一
每當我為大家展示望遠鏡的行星時
我總是把土星留到最后介紹
土星很美 很亮眼
它擁有大大的土星環 絕對是華麗無比的行星
土星環由數十億個碎屑所組成
由于土星和它的衛星 互相抵觸的引力
這些碎屑持續成長分解
天王星與太陽的距離 是土星與太陽的將近兩倍
天王星與海王星都是冰封的世界
擁有的氣體比其他兩個 巨型氣體行星少得多
就某種意義來說
這兩個行星沒能趕上晚宴
天王星外表平凡無奇
是單調的藍綠色
這是其大氣層高處的 甲烷層造成的
由于在更遙遠的地方形成
天王星成為巨型冰質行星 而不是巨型氣體行星
平均氣溫華氏零下350度
由于冥王星已正式降級為矮行星
藍色的海王星如今成為 太陽系離中心最遠的行星
直到最近為止
大家還認為這些星體 是太陽系的邊緣
我們對太陽系的概念 在1992年產生急速變化
當時發現 我們今天稱為柯伊伯帶的結構
柯伊伯帶在距離太陽大約280億里處
這里是估計數量7萬個大 冰質物體的大本營
有一大堆行星形成留下的殘渣
這是沒能凝結在一起的物體
然后在具體太陽1千倍處
是神秘的歐特云
由6兆個彗星所組成
大多數彗星可能在 距離太陽更近的地方形成
正如同行星形成的過程一樣
但受到年輕的木星與土星引力影響
迫使大多數彗星進入非常長的軌道
把它們帶到太陽系的最遠處
如今大家認為歐特云的外線是最后的邊界
距離太陽將近一整個光年
太陽系之外還有數十億個恒星
其中有許多擁有自己的行星
長久以來 尋找另一個恒星的行星
一直是天文學中的圣杯之一
我們唯一認識的 只有我們的太陽系和行星
所以對另一個恒星的行星 好奇不已
接著在1992年 出現了等待已久的發現
有史以來頭一次 偵察到外太陽行星
一個繞者遙遠恒星運行的行星
在太陽系外首度發現行星比木星大
距離恒星很近
完全打破我們學習到的 太陽系相關知識
絕不可能有那么大的物體 可以在靠近恒星處形成
那里沒有足夠的材料
這些行星的本身不符合 太陽系形成的標準模型
這不只是遙遠世界的問題
我們回溯自己的太陽系時
行星形成的標準模型 顯然有問題
有趣的是 我們想把自己對行星形成的了解
運用到天王星和海王星時 卻一敗涂地
它們絕不可能在如今 我們看到的位置形成
距離太陽如此遙遠的地方
絕不可能有足夠材料 發展出這么大的行星
這是一個謎
天王星和海王星似乎被放錯位置
這只是標準星云理論 無法解釋的眾多謎題之一
柯伊伯帶也是一個謎
根據模型理論 它根本不可能存在
更令人難解的是 我們月球的隕石坑
似乎都是同一時間造成的
這些問題綜合起來
威脅著破壞太陽系 如何形成的科學解釋
月球或許是地球最近的鄰居
但仍然滿懷著神秘
沒有實質的大氣層或氣候
因此月球景觀改變不多
一般相信 每隔數千年來一次的沖擊
應該足以解釋 月球坑坑洞洞的表面
但阿波羅號任務 帶回月球巖石標本
其中包括 古老撞擊造成的隕石坑殘屑
這些標本述說著 截然不同的故事
我們研究月球
發現大量撞擊隕石坑 在39億年前形成
月球在當時 雖然曾受到高密度的撞擊
月球地質學家 利用放射性定年法
評估標本的年代
卻驚訝地發現 絕大部分的月球隕石坑
都是在一個相對短暫的 撞擊時期內造成的
大衛克林博士是這方面的專家
這時期稱為大撞擊事件晚期 或月球災難
來自月球的這項證據
絕對在告訴我們太陽系的起源
結構和發展經過
數萬個大隕石必定在 月球災難期撞擊過月球
地球一定也承受過重擊
如今只有年輕的隕石坑
例如亞利桑那州 2萬到5萬年的隕石坑
還在地球上
大多數更老的隕石坑早已消失
但是在35億年前
這些隕石坑肯定讓人觸目驚心
撞擊隕石坑數量 大約有2萬到4萬個
應該有足夠能量 可改變全球環境
如此眾多的撞擊物體 到底來自何方
在撞擊隕石坑內
有物體產生時的化學痕跡
這些證據和小行星帶有關
這種說法與事物吻合
曾經撞上月球的物體
其化學組成 與小行星帶的巖石相同
因此它們必定來自小行星帶
但如今大多數小行星 都在穩定軌道上
沒有明顯的力量
可讓數千億個小行星 離開小行星帶進入太陽系內側
因此數十年來 重大撞擊說 一直是科學上的一個謎
2004年
哈爾萊文森有了一大發現
他和國際小組合作
提出太陽系形成的新模型
有如靈光乍現
我坐在辦公室
突然間解開這個謎題
這個人們數十年來
一直不斷試圖解開的謎題
我是人類歷史上
唯一了解問題關鍵的人
萊文森的想法是 假定行星在截然不同的軌道上形成
然后移動位置
大部分科學家相信太陽系很穩定
相對而言一切活動在意料之中
但許多專家如今相信 這是完全錯誤的
這和傳統智慧相抵觸
天文學家向來可能認為
行星就在今日的位置形成
這些新數值模擬
顯示行星移動相當遠的距離
甚至曾經近距離接觸 使它們改變順序
這個新理論令人震驚無比
在萊文森的懷疑中
木星與土星在運行軌道 最靠近時彼此拉鋸
但總體而言這些拉力互相抵消
唯有木星繞太陽兩圈 和土星繞太陽一圈時
似乎發生戲劇性變化
這叫做二比一共振
這在39億年前發生過一次
此結構使行星震動排擠
這兩個行星的引力也沒有抵消
反而以同一方向運作
萊文森認為這就像推秋千一樣
每次準時推一次 秋千就會蕩得更高
每當木星和土星的引力 彼此互推一次
運行軌道就伸展一次
直到變成如今的模式
但是這個過程 對其他行星產生重大影響
天王星和海王星 承受不住因此亂了腳步
它們的軌道彼此交疊
引力將彼此拉得更近
其中一個被拋了出去
兩一個被拋了近來
在木星和土星周圍亂跑
根據這個理論
天王星和海王星 或許甚至彼此交換位置
將周遭大量的小行星扯離軌道
因此釀成巨禍
有些小行星被拋到太空
其他則被推進太陽
數千個撞進內側行星和地球的月球
這些聽起來像是 不太可能發生的混亂轉變
但現在的證據顯示 這種情形的確發生過
此現象在今日是不可能發生的
木星和土星距離太遠
但此事件可能是 太陽系形成的關鍵時刻
不過真正不可思議的是
當初這一切 很容易就會變得完全不同
可能出現不對的恒星
出現許多巨大行星
有許多種方式可出差錯
我們竟然幸運地 站在這個細細的生存線上
我們很可能看不到 如今多采多姿的太陽系
而是永遠化為灰燼 氣體和塵埃
我們的未來又將如何
50億年后
我們的太陽會用盡燃料后膨脹
吞噬某些內側行星
其他行星可能 以鬼魅世界的面目留存下來
繼續繞行死去的太陽
那里不會有任何生物
但是現在
我們還很幸運的活著
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