屈原問天天不語，壓力給到人類這邊（一）

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作者：葛文迪

編排：陶邦惠

後臺：李子琦 胡永葳 李鳴晨

恰逢農曆五月初五，又到了一年一度的端午節，雖然現在端午節在很多人眼中變成了粽子節和一天假，但是紀念屈原這位讓我們多了一天假和一種美食的先秦詩人，還是不能少的。

作為中國浪漫主義文學的奠基人、“楚辭”的創立者和代表作家，屈原留下了諸多佳作。其中，《天問》在前兩年因為我國的火星探測器天問一號而小火了一把。屈原在《天問》中提出了一百七十多個問題，雖然其中絕大多數是關於神話與傳說，但也有不少地理和天文的問題存在其中。

屈原問天，反映了當時人們對自然的思考，這些問題的答案自然沒有神靈來解答，最終還是落在了我們人類的頭上。今天，不管你是甜黨還是鹹黨，希望可以在啃粽子的同時順帶解答了兩千多年前屈原的問題——之一。

“

遂古之初，誰傳道之？

上下未形，何由考之？

冥昭瞢暗，誰能極之？

馮翼惟像，何以識之？

”

請問遠古開始之時，誰將此態流傳導引？

天地尚未成形之前，又從哪裡得以產生？

明暗不分渾沌一片，誰能探究根本原因？

迷迷濛濛這種現象，怎麼識別將它認清？

關於天地是如何形成的，自古便是人們心中的疑惑，也因此誕生了各種瑰麗的神話。目前在諸多太陽系形成的假說之中，最廣為接受的便是星雲假說。

星雲假說最早由康德和拉普拉斯提出，雖然此時的星雲假說仍有許多侷限性和不能解釋的問題，但是它無疑是現代行星形成理論的雛形。

圖為康德-拉普拉斯星雲假說

最開始是一大片星雲，就像是一大團分子組成的“雲朵”，只不過這個“雲朵”比我們抬頭看到的雲要大太多倍，比現在的太陽系還要大，這個“雲朵”中的分子也分佈得非常稀疏。

天上的雲朵在受到擾動的時候，組成雲朵的小液滴或小冰晶會在自然或人為的擾動下，相互結合變大。同樣，在50億年前，這片星雲在外界擾動（比如附近爆發超新星產生的衝擊波）的作用下，開始發生

引力坍縮

。引力就像繩子，將組成星雲的分子拉向彼此，組成質量更大的一團分子。

雲朵中的小液滴相互結合形成大液滴，從而形成降雨。星雲中的氣體與塵埃在引力和靜電作用下相互結合，向中心發生引力坍縮，形成原恆星。

圖片來源：海棠媽媽

質量大了，引力也就大了，從而可以吸引更多的分子加入其中，就像一個雪球越滾越大。就這樣，這片星雲中的一部分坍縮成為了一個

原恆星

。原恆星還遠遠沒有達到誕生恆星的條件，內部尚未開始核聚變，但是形成原恆星的過程就已經奠定了如今太陽系的扁平結構。

我們在花樣滑冰運動員表演時會注意到這樣的一個現象，隨著原地旋轉的運動員收回伸出的手臂與大長腿，運動員的旋轉速度會越來越快。而當星雲發生引力坍縮的時候，分子的聚集就像是花樣滑冰運動員收回手臂，使得星雲整體的旋轉速度越來越快，形成一個主自轉軸（就像是花樣滑冰運動員的旋轉軸一樣），相應的也就有一個主旋轉平面（就像是對於花樣滑冰運動員來說的水平面），而那些具有向上或向下運動速度的粒子們會因碰撞而抵消掉這些速度，最終星雲整體呈現碟狀（這個結構被稱為

原恆星盤

）。

至於為什麼我們的太陽系只有一個基準平面（就是現在八大行星所在的平面）而不是兩個甚至多個，簡單來說是因為我們生活的空間是三維空間（如果是四維空間的話，就會有兩個基準平面），這一點就不詳細解釋了。

由於

角動量守恆

，旋轉的物體，隨著半徑減小，旋轉速度會變快。在星雲向中央坍縮形成原恆星的過程中，旋轉速度也會越來越快

圖片來源：稚暉君

在引力坍縮過程中，周圍的粒子被吸引著湧向原恆星運動，像極了曾經春運期間湧向車站的打工人。摩肩接踵，人與人之間難免會有摩擦，這些湧向原恆星的粒子彼此之間也會有劇烈的摩擦，從而產生一定的熱和光。此時，這些熱和光對太陽系的內部就進行了初步的分割槽。在高溫之下，最近的區域內的物質全部汽化，直到幾百萬公里之外，溫度才降低到金屬和礦物質可以維持固態，這裡也就構成了

太陽系內側

，現在的水星、金星、地球、火星和小行星帶就位於這片區域。更往外走，溫度可以低到零下三百多度，水、甲烷和氨都已經成冰，後來成為了

太陽系外側

，現在的木星、土星、天王星和海王星就位於這片區域。

只有發生核聚變，才可以被稱為恆星，此時向裡的引力與聚變產生的向外的壓力，相互平衡，恆星的大小几乎不變。在我們的太陽剛形成時，其內部發生的是

氘聚變

，溫度相對低一點（幾十萬度），顏色偏紅一些，在氘核消耗完後進一步坍縮，溫度達到幾百萬度，發生氫聚變，一直持續到現在。

圖為我們的太陽以及內部正在發生的

氫聚變

反應式

圖片來源：騰訊網

隨著不斷吸聚原恆星盤中的物質，原恆星的質量不斷增大，溫度持續升高。當溫度升高到幾百萬度，原恆星迎來了它生命中的重要時刻——核聚變，真正成為了一顆恆星。在這個過程中，原恆星會釋放出強烈的星風和紫外輻射。雖然恆星的產生會吸聚星雲中的一部分物質，但是這個星雲仍然是被大量氣體與塵埃所充斥，而原恆星吹出的星風一點點地將這些物質吹離，成為了之後形成太陽系外側行星的“原料”，充足的“原料”也使得後來形成的太陽系外側行星的體積非常巨大。

恆星的形成吸收了原恆星盤中的大量物質，而剩餘的氣體和塵埃被稱為

原行星盤

，包括地球在內的八大行星就誕生在這個原行星盤中。原行星盤中的氣體與塵埃在引力和靜電作用下開始一點點聚集在一起，一點點成長為直徑達到數米的巖體，再一點點成長為直徑達到幾公里的星子。

一般而言，原恆星盤和原行星盤之間並未有明確的邊界，另外，在行星形成後期，原行星盤的氣體大部分已經消散，盤中主要為星子和原行星，通常稱此時環繞恆星的盤為碎片盤。原恆星盤、原行星盤和碎片盤可以統稱為

星周盤

。

圖為金牛座星周盤（請不要問我為什麼沒有太陽系星周盤的圖片）

圖片來源：張小平

質量大的星子比質量小的星子對周圍物質的吸引能力更強，漸漸地，質量大的星子就會將自己周圍的其餘星子和殘餘氣體塵埃“清理乾淨”，成為一顆原行星。隨著越來越多的原行星出現（尤其是原木星），彼此之間的引力作用使得大家都不能“安分”地圍繞太陽運動，軌道發生拉扯，原行星之間碰撞融合（比如原始地球與一顆原行星碰撞，破碎的地殼地幔飛濺入太空並最終形成了今天的月球），大量的星子被原行星的引力作用而在太陽系內四處亂飛，在月球表面留下了諸多隕石坑，也給地球帶來了水。

總的來說，太陽系的形成過程就像是一局貪吃蛇遊戲，太陽這條最大的蛇吃掉了全域性中絕大多數的豆豆，小蛇們瓜分餘下的豆豆並彼此合併，最後剩下了包括地球在內的8條小蛇。當然，除了這些以外，太陽系中還有一些小行星和彗星之類的天體，或許它們在某一天也會被“吃掉”吧。

如果地球不去“流浪”，將來地球也會被太陽“吃”掉吧

最後，編者謹代表牧夫天文團隊全體同仁

祝大家端午安康！

節

日

DRAGON BOAT

FESTIVAL

牧夫新媒體編輯部

基特峰望遠鏡上空的武仙座τ流星雨

圖片來源：Jianwei Lyu （Steward Obs。， U。 Arizona）