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重生强者归来_(美)乔治·伽莫夫著;阳曦译(第十一章 创世年代) 第(3/5)页

但是哪怕以当时的眼光来看,修正后的碰撞理论也不太站得住脚,人们之所以选择它,完全是为了逃避康德-拉普拉斯假说中绕不开的难题。我们很难理解,太阳与另一颗恒星发生猛烈撞击后,向外抛洒的碎片运动轨迹为什么近似圆形(所有行星的轨道都是这种形状),而不是更长的椭圆形。

为了挽回局面,人们只得假设,外来恒星撞击太阳产生行星的时候,太阳实际上包裹在一层旋转的均匀气体中,正是因为这些气体的存在,行星椭圆形的轨道才被修正成了圆形。但我们在行星如今所在的空间中完全观察不到这样的介质,所以他们进一步假设,这些气体后来逐渐散逸到了恒星际空间中,目前太阳黄道平面上微弱的黄道光就是那辉煌的往昔留下的遗迹。但这套融合了康德-拉普拉斯“气体封套”和布丰碰撞假说的理论依然不算圆满。不过正如一句谚语所说,“两害相权取其轻”,人们最终选择了接受碰撞假说,直到最近,你仍能看到它出现在各种各样的论文、教科书和科普读物中(包括本书作者的两本书籍:出版于1940年的《太阳的诞生和死亡》,以及1941年首次出版、1959年修订出版的《地球传》)。

直到1943年秋,年轻的德国物理学家C.魏茨泽克()才解开了行星理论中的戈耳狄俄斯之结。[124]利用最新的天文学研究成果,他成功解决了原本困扰康德-拉普拉斯假说的那些难题,沿着这条路继续向前,我们完全可以建立行星起源的完整理论,解释行星系的许多重要特性,达到旧理论未曾触及的高度。

过去二十年来,天体物理学家对宇宙物质化学成分的认识发生了翻天覆地的变化,这正是魏茨泽克突破难题的关键所在。以前人们普遍相信,太阳和其他恒星内部各种化学元素的比例都跟地球差不多。化学分析结果告诉我们,地球主要由氧(以各种氧化物的形式存在)、硅、铁和少量其他更重的元素构成。氢和氦(还有其他所谓的稀有气体,例如氖、氩)等较轻的气体在地球上十分稀少。[125]

由于缺乏更好的证据,天文学家只能假设,这些气体在太阳和其他恒星内部也非常稀少。但是丹麦天体物理学家B.斯特龙根()对恒星结构进行了详细的理论研究,最终得出结论,以前的假设完全靠不住,事实上,太阳至少有35%的成分是纯粹的氢,后来这个比例又增加到了50%以上。除此以外,他还发现,恒星内部氦元素的占比也十分可观。物理学家从理论上研究了太阳的内部结构(M.史瓦西最近发表的重要成果代表着这个领域的巅峰),又对太阳表面进行了更详细的光谱分析,最终得出了一个惊人的结论:地球上的主要元素只占据了太阳质量的1%,实际上,太阳差不多一半的质量是氢,另一半是氦,前者略多于后者。显然,其他恒星的成分也跟太阳差不多。

此外,现在我们知道,恒星际空间并非真空,而是充满了气体和细小的尘埃,宇宙中的平均物质密度约为每1,000,000立方英里1毫克。这些非常稀薄的弥散物质化学成分与太阳和其他恒星完全相同。

尽管恒星际物质密度极低,但我们很容易证明它的存在;因为遥远恒星发出的光芒需要穿过数十万光年的空间才能进入我们的望远镜,恒星际物质会对这些光产生明显可见的选择性吸收。这些“恒星际吸收线”的强度和位置让我们能够比较准确地估计弥散物质的密度和成分,它几乎完全由氢组成,可能还有少量的氦。事实上,各种“地球成分”的微粒(直径约0.001毫米)在恒星际物质中的占比不超过总质量的1%。


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