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1、宇宙、太阳系、地球（上）江发世 目 录前 言1. 宇宙的定义、特征及宏观物质运动1.1 宇宙的定义、特征1.2 宇宙宏观物质运动2. 星系及星系分类2.1 星系的定义2.2 哈勃星系分类2.3 本文的星系分类3. 太阳系3.1 太阳系的特征3.2 太阳系成因假说简介3.3 关于太阳系起源学说的分类3.4 模拟试验3.5 太阳系的成因解释4. 太阳的成因4.1 有关太阳的研究程度和太阳资料4.2 传统的太阳成因观点4.3 本文太阳成因观点5. 地球的成因5.1 地球的特征5.2 有关地学的理论和假说5.3 地球的成因5.4 地壳运动的产生5.5 地表构造形态的成因-5.6 地磁、地震、火山的成因
2、前 言我们人类居住和生活在地球上，对于地球之外的星球，只是到达月亮上的一点进行取样和观测。对于其他的星球，只是进行光学和射电的观测。尽管人类世世代代居住和生活在地球上，但是对地球的诸多问题还不清楚。我们感受最直接的，如：日出日落，一年有四季之分。地球一天自转一周，一年绕太阳转一周，而且是倾斜在轨道上转。地球和月亮相互绕地月质心转。地震给人类造成了极大的灾难，中国的海城地震、唐山特大地震、汶川特大地震、玉树地震。近日的日本 9.0 级特大地震等等。这些地震是我们亲眼目睹的。火红的岩浆从地下喷出到地表，高达数千米的火山灰和气液体弥漫天空。在野外，大多地层在地质力的作用下发生了褶皱或断裂。地球存在磁
3、场叫地磁，地磁的强度各处不同，在地质时期中地磁极发生了多次反转，而且磁极位置在移动。通过地震波测量确认，地球是一个圈层状结构的球体。在地质时期，地球上发生过三次全球性大冰川。在太古宙即 25 亿年之前，地球上没有生命。在元古宙即 5.4-25 亿年，地球上只有简单的原核生物。到了显生宙古生代的寒武纪，地球上一下出现大量的生命，在寒武纪的灰岩中有大量的三叶虫等化石。地球成因的研究，应回答：组成地球物质的来源，地球的形成过程，地球自身的活动和在宇宙中的运动。进而解释地球圈层结构的成因，地壳运动成因，地震成因，火山成因，地磁成因，生命起源等等问题。地球是太阳系的一颗普通行星，太阳是银河系的一颗普通恒
4、星。人类对太阳系的观测历史悠久，积累了大量的观测资料，对于太阳系星球的轨道数值及运动能予以精确的计算。在太阳系，地球倾斜在轨道上运动，天王星躺在轨道上运动，金星自转反向，哈雷彗星公转反向。星球的运动轨道形状有近圆形的、椭圆形的、抛物线形和双曲线形的。年老的星球分布在太阳赤道附近，年轻的星球在太阳各纬度和两极都有分布。在宇宙中有众多的星系、星云、星球、各类粒子等等天体。地球的成因和太阳及太阳系的成因，宇宙及其物质运动等都是紧密相连的。本文在以下观点和已有观点或理论不同：1、 宇宙的定义，宇宙的特征；2、 星系的定义，星系的分类；3、 太阳系的成因及五大特征解释；4、 太阳的成因及热量来源；5、
5、对地球的结构进行了重新划分；6、 地球的成因、地壳运动的成因、地震、火山、地磁等的成因。1.宇宙的定义、特征及宏观物质运动1.1 宇宙的定义、特征1.1.1 宇宙的定义传统的观点认为：宇为无限空间，宙为无限时间。即宇宙在空间上无限大，在时间上无始无终，宇宙的物质和能量是无限的，叫做无限观点。这种观点与物质守恒和能量守恒定律是不符的，无限就不存在守恒。本文对宇宙定义如下：所有物质和能量存在、运动、发展转化和演化的空间叫做宇宙。1.1.2 宇宙的特征宇宙是空间，是所有物质和能量存在的空间，所有物质和能量在这个空间运动、发展转化和演化。宇宙具有如下特征：（1） 、空间特征宇宙的空间是恒定的，在这个空
6、间里包含了所有的物质和能量。（2） 、物质特征宇宙的物质总量是恒定的，不会增加也不会减少，能相互转化，能分能和。（3） 、能量特征宇宙的能量总量是恒定的，不会增加也不会减少，能相互转化。（4） 、时间特征宇宙的时间是永恒的，无始无终。但是，对于宇宙内部的物质及能量，它们的存在及运动、发展、转化和演化是有时间的，在这个过程中有始有终。（5） 、结构特征在宇宙中，没有宇宙中心。各种天体在运动中相撞，在运动中形成。1.2 宇宙宏观物质运动1.2.1 宇宙宏观物质运动在宇宙中，除物质引力和相对运动形成绕转星系外，其它物质及天体做无序运动。那些独立天体或物质都是按照最初产生时力的方向运行。宇宙中的天体，
7、在没有受到外力的作用时不会产生加速度，也就是说，天体或其它物质在最初形成时所产生的运动速度不会自行加快，也不会改变方向。由于以光速运动的粒子质量极其微小，是以波的方式运行，一般质量体对其产生的引力几乎为零。对于巨大的质量体其引力使光产生弯曲。宇宙没有中心天体，所有做杂乱无章运动的独立天体和做有规律运动的从属天体及所有物质共同形成了一个球形宇宙引力场。所有的天体包括各种粒子和尘埃，无论做何种运动、变化，无论所形成的速度有多大，都不能逃脱宇宙这个恒定的空间即宇宙引力场。1.2.2 宇宙的能量没有离开物质而独立存在的能量，能量能相互转化，能量也能使物质相互转化，物质不均匀能量也不均等。只要能量存在着
8、差异、物质存在着大小、成分、形态、状态、结构、构造、距离、分布的均匀与否等等差异，只要这一切中一项不能达到全部的均衡就会永远存在着物质的运动和能量的转换。1.2.3 宇宙天体相撞宇宙中的星系、星云和星球等物质是运动着的，除从属星系或天体是按照一定规律绕中心体转动外，那些独立的星系、星云或星球等天体它们都是在宇宙中独立运行的，按最初形成时受力方向运行，为无序运动。无序和有序运行的星系、星云、星球等天体能在运动中相撞。不同形状、不同结构、不同大小的星系、星云和星球，它们可以从不同的方向、不同的角度、不同的接触面、不同的作用力强度、不同的速度等等进行相撞和接触。图 1-1、图 1-2、图 1-3 是
9、宇宙中一些星系、星云、星球可能出现的相撞情形的一组示意图。（1） 、星系、星云、星球迎面相撞，见图 1-1。（2） 、星系、星云、星球呈角度相撞，见图 1-2。（3） 、星系、星云、星球部分相撞，见图 1-3。两大圆正面相撞 大圆面和扁面迎面相撞 两个扁面迎面相撞图 1-1 星系、星云、星球迎面相撞图两个大圆斜角相撞 大圆面和扁面斜角相撞 两个扁面斜角相撞图 1-2 星系、星云、星球呈角度相撞图两个大圆面一部分相撞 大圆面和扁面一部分相撞 两个扁面一部分相撞图 1-3 星系、星云、星球相撞示意图1.2.4 相撞后可能产生的情形（1） 、两个星系相撞，撞后所产生的形状可呈各式各样，那些不规则的各
10、种形状的星系星云是由不同形状、不同大小、从不同方向相撞所产生的。（2） 、两个星系相撞，如果两个星系的中心体都碎了，其它绕中心绕转的成员也都相撞碎了，形成四射无核心的巨大星云。（3） 、两个星系相撞，两个中心体碎了，其它那些绕转的成员，可能有的相撞了，有的没有相撞，在相撞的地方就会产生星云，那些没有相撞的绕转天体就会沿着碰撞时的运转方向飞向宇宙空间，成为独立天体。（4） 、如果两个星系相撞，一个中心体碎了而另一个中心体没有碎，这样就由两个星系变成了一个星系，中心破碎了那个星系的绕转天体可能有的相撞破碎了，可能有的成为新星系的新成员，可能有的沿其原来轨道运转方向飞向宇宙，成为独立天体。（5） 、
11、两个星系相撞，可能两个星系的中心体没有相撞着，只是那些绕转的天体相撞，这样两个星系除可能发生运行方向改变一些外，都将独立存在，只是在各自的星系中爆发产生了一些新的星云。（6） 、在相撞的两个星系中，可能有些天体没有相撞，或相撞没有破碎而聚合在一起形成新的天体，其中有些天体留在这个相撞产生的星云内部。1.2.5 相撞后所产生的新的运动情况（1） 、如果两个星系相撞后产生星云，这个新产生的星云将按照力学合成定律方向及速度大小进行运动。（2） 、对于星系相撞后，破裂的碎块可以在引力作用下吸引其它天体物质形成新星，新形成的星在其自身运动过程中可以通过俘获或者是其它星体主动进入而形成新的星系，这个新的星
12、系会不断发展、演化、壮大。（3） 、相撞后的星系，有些新形成的星或没有相撞着的星，它们有些留在新形成的星云中，在新的星云里开始新的发展和演化历史。（4） 、相撞后的星系，应当有相当数量的绕中心体转动的星球没有撞着，这些原有绕中心体转动的星球它们会沿着当初的运转方向成为一个独立天体运行在宇宙中。这些独立的天体，它们在宇宙运行过程中，通过俘获或主动进入的方式又形成新的绕转星系。（5） 、这些独立的天体可能进入其它星云、星系里。在进入其它星云里时，如果该星云里没有大一点的天体，新进入的天体就会成为这个星云主帅天体。在进入其它星系的时候，它可能同该星系的成员发生相撞，或成为该星系的一个成员，或穿过该星
13、系而去。2. 星系及星系分类2.1 星系的定义在宇宙中，由两颗或两颗以上星球所形成的绕转运动组合体叫做星系。星球的绕转形式有两种：一是众多质量小的星球绕质量大的中心星球转动，如太阳系众多行星和彗星等绕太阳转动；二是两颗星球围绕共同质心相互转动，如地球和月亮组成的地月星系，二者共同围绕地月质心转动。绝大多数星系属于前者。在宇宙中，有众多的星系，这些星系大小不一，形态各异，有独立星系，有星系之中的星系，有直线运动的星系，有曲线运动并绕中心体转动的星系。为了研究星系的成因，需要对宇宙中的星系进行分类。2.2 哈勃星系分类美国天文学家哈勃对宇宙中的星系按其形态或叫结构类型划分为三类：（1） 、椭圆星系
14、。椭圆星系是从圆球星系发展演化而成的，图 2-1 是该类型星系由圆球状星系发展成为椭圆星系的一组照片。（2） 、旋涡星系。旋涡星系在宇宙中也有多种形态，而且也有一个发展演化的过程。一开始从不规则的形态向规则形态逐步发展演化。图 2-2 是大熊座里一个开放型的旋涡星系照片，图 2-3 是一个中间通过星云相连接的有伴星的旋涡星系照片。（3） 、不规则星系。图 1-4 是一个棒状旋涡星系照片，不规则星系也能逐渐发展演化为规则星系。图 2-1 椭圆星系照片图 2-2 漩涡星系照片 图 2-3 有伴星星系照片 图 2-4 棒状旋转星系照片2.3 本文的星系分类：（1） 、按照星系之间是否有隶属关系将宇宙
15、中的星系划分为独立星系和从属星系。在宇宙空间中独立运行，它没有环绕中心体旋转，这样的星系叫做独立星系。而环绕中心体运行的星系如太阳系绕银心运转，地月星系绕太阳运转，这样的星系叫做从属星系。（2） 、按照中心星是否旋转划分为核旋转星系和核不旋转星系。在宇宙中独立星系它的核有的旋转有的不旋转。而从属星系它的核都是旋转的。（3） 、按照星系运行的轨迹划分为直线运动星系和曲线运动星系。在宇宙空间中，那些独立星系在主星带领下按照主星形成时的射线方向在宇宙空间内进行直线运行。有的星系如从属星系则是绕着主星进行曲线运行。（4） 、按照星系所在的空间位置划分为系内星系和宇宙星系。凡是在星系内运动的星系叫做系内
16、星系；凡是在星系外宇宙空间里独立运动的星系叫做宇宙星系。（5） 、按照星系形成的年龄划分为年老星系和年轻星系。凡是那些在宇宙空间中或在星系内部形成时间比较长年龄大的星系叫做年老星系，年老的星系大都已演化成为比较规则的星系；在宇宙空间或在星系内部有的星系刚刚形成或形成不久，这样的星系叫做年轻的星系，年轻的星系大都呈不规则状态。3. 太阳系3.1 太阳系的特征太阳系是由行星、小行星、彗星等天体绕中心星球太阳所组成的绕转运动组合体。在太阳系中有系中系，如行星和卫星所组成的行星系，卫星和绕其转动的子卫星所组成的卫星系，等等。太阳系具有如下特征：3.1.1 星球轨道形状特征绕太阳公转的星球轨道形状为：近圆形、椭圆形、抛物线形和双曲线形。在太阳系中，水星、金星、地球
