宇宙的科普知识:地球有多老？未来会有新的行星诞生吗？

来源：互联网　2023-03-13 09:08:18

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【资料图】

关于宇宙的信息(宇宙的科普知识)

根据现代天文学理论，宇宙已经诞生了约138.2亿年，但宇宙诞生后很久都没有天体形成，之一个天体是在几亿年后才形成的。宇宙在这个天体的“真空”时期做了什么？之一颗星星在哪里？之一个星系在哪里？之一颗行星在哪里？

宇宙是如何诞生的？宇宙在真空时期做了什么？

天文学家从宇宙膨胀现象推断宇宙诞生于大爆炸。上个世纪，勒迈特根据爱因斯坦的广义相对论引力场公式计算出宇宙将处于动态膨胀中，哈勃的观测证明了这一点，所以最早的大爆炸理论是由勒迈特提出的。

后来伽莫夫根据大爆炸理论提出了早期合成理论，他的同事拉尔夫·阿尔菲和罗伯特·赫尔曼提出了大爆炸后宇宙微波背景辐射的预言！当然，众所周知，随着射电望远镜的发展，原始合成理论和微波背景辐射得到了验证，所以大爆炸理论已经被普遍接受。

宇宙是如何诞生的？

大爆炸理论认为宇宙诞生于一个非常小的区域。在138.2亿年前的某个时刻，这片区域经历了一次暴涨，这种暴涨能量的温度在快速膨胀的过程中逐渐降低。宇宙从一团能量中逐渐产生了夸克和胶子，从夸克和胶子中诞生了重子(质子和中子)，然后开始了最初的核合成。那时，氢、氦和少量的锂诞生了。

“真空时期”宇宙在干什么

气温继续下降。在核合成阶段的初期，宇宙中充满了高温离子和电子。因为这个时候温度还很高，我们只好等着宇宙继续膨胀。大约377，000年后，宇宙的巨大体积已经将温度降低到电子可以被离子捕获的程度。首先形成氦原子，然后是氢原子和锂原子。此时宇宙中的物质由中性原子主导，光子从这团等离子体中游离出来。这个阶段叫做光子。

所以我们现在看到的宇宙微波背景辐射就是诞生于BIGBANG的光，但它在宇宙诞生初期被等离子体汤封存了37.7万年。原本是一道耀眼的光，却被宇宙的急速膨胀拉成了电磁波，所以你会发现一个令人沮丧的结果。人类的射电和光学望远镜再先进，也永远不可能突破微波背景辐射！

三颗卫星的宇宙微波背景辐射

宇宙的黑暗时代

从大爆炸的之一缕光线开始，宇宙就进入了黑暗期，因为这个时候已经没有天体了，宇宙还在继续膨胀。理论上，均匀膨胀的宇宙不会形成任何天体，但在这个近乎不幸的宇宙中，有一点点不同。正是这种差异导致了膨胀过程中物质分布的不均匀，这就是未来恒星形成的种子！

之一个星系和之一颗行星

之一颗恒星来自于宇宙中散布的不均匀分布密度的星云。牛仔裤不稳定性的几种坍缩模式告诉我们，当分子云的热压不足以抵抗引力时，就会在引力的作用下坍缩，这是恒星诞生的之一步，出现了巴克椭球。它可能分裂成一个或多个坍缩区，每个坍缩区可能形成一颗恒星，这颗恒星可能形成以下天体:红矮星、黄矮星、蓝矮星、蓝巨星、超巨星！

Spitzer 空望远镜发现的三叶星云中的胚胎恒星

每颗恒星都有不同的用途，而红矮星的寿命超级长，达到几千亿到几万亿年，所以原本诞生于宇宙的红矮星还没度过童年！

黄矮星和蓝矮星会形成白矮星和中子星，而白矮星吞噬伴星可能会形成Ia型超新星爆发，成为宇宙中用来测量距离的标准烛光。如果中子星的磁极与旋转轴不一致，就会形成脉冲星，成为可以在宇宙中定位或导航的灯塔。

蓝巨星和超巨星的未来命运是超新星爆发，当然蓝矮星也可能达到超新星的标准。这个过程非常重要，因为未来的行星和宇宙中除氢、氦、锂以外的所有元素都是由恒星制造，通过超新星爆炸扩散到宇宙中的(黄矮星也可以形成行星状星云，但是效率太差了。)

行星的诞生

如果恒星的质量足够大，物质就会开始从氢聚变为铁，但之后就不能再聚变了。最终核心坍缩形成超新星爆发(各种超新星爆发机制不同)，快中子俘获从氢到铁以及早期超新星爆发形成的重元素全部扩散到宇宙中。

这种分散的星云会在宇宙中扩散很长时间，直到有一天被扰乱，再次开始坍缩。再来一个恒星诞生过程。这一次，不一样了。因为各种元素的存在，在恒星坍缩的过程中，行星诞生的机制发挥作用，行星会在诞生恒星的坍缩星云的漩涡中诞生。

诞生星系

星系不是诞生在大星云中。从银河系诞生的理论中，我们可以知道星系是由一个巨大的引力中心形成的，比如黑洞，它逐渐捕获星系团。而且银河系还在吞噬着人马座矮椭球星系，被银河系的引力撕成了一个绕着银河系旋转的“环”！

黑洞从何而来？有两个起源，一个是诞生于BIGBANG的原始黑洞，它是由高密度物质在诞生时坍缩形成的，另一个是一颗质量超过太阳20倍的恒星超新星的诞生。但是恒星黑洞的质量很难增加，即使黑洞合并，也不可能无限增长。毕竟概率比较小！所以星系中心的黑洞很可能来自宇宙之初的原始黑洞。

迄今发现的最远星系:之一个星系的首选天体

已知最古老的系外行星:127亿年前

之一代超贫金属红矮星2MASS J18082002-5104378

很难确定是不是之一种，但至少找到了一些典型代表来验证这些理论是否准确。比如之一代红矮星，因为宇宙中所有的元素都是氢，所以金属元素非常少，所以当我们发现这样的恒星时，首先它符合模型，其次说明它诞生的非常早，因为红矮星的质量使得它无法超越氦进行终身演化。

地球有多老？未来会有新的行星诞生吗？

地球是在一个星云中形成的，这个星云是在近50亿年前一颗恒星的超新星爆炸后扩散开来的。这个星云在一次近乎超新星的爆炸中受到扰动，开始坍缩，形成了太阳。所有的大行星都诞生在原始恒星太阳周围的吸积盘中。所以，地球再老，也永远不会比太阳老。理论上，这两种物质是同时诞生的，但地球的诞生比太阳晚了一点，因为地球的形成符合吸积盘中涡旋扰动坍缩形成行星的理论。

ALMA亚毫米波射电望远镜阵列对HL-Tauri尘埃连续光谱图像的观测

未来太阳系不会再有行星，因为小行星带的质量只有直径1000公里左右，柯伊伯带也一样。太阳系的诞生已经收集了奥尔特云中的大部分物质，除了传说中的第九大行星没有被发现，太阳系不会再有新的行星了！

第九行星在哪里？

宇宙行星的诞生是很常见的事情，包括金牛座和猎户座，那里有大量的新兴行星盘。这些同心圆中的任何暗环都代表着这颗新行星的诞生。当然，谁也不可能知道他们哪一个有生命，因为未来一切皆有可能。

在猎户座参宿四，距离地球大约640光年，这是一颗正在死亡的古老恒星。其内核的不稳定性导致其光度变化超过2.5倍。这是一颗质量约为太阳15-20倍的恒星，其未来将发生II型超新星爆发。若干年后，一个行星系统可能会在它爆炸后的碎片中诞生，上面有一颗宜居的行星，诞生的文明可能会开始思考。

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