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【科普】高铁酸钾吧科普计划(第一期)

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各位,又见面了=w=上次的文章各位是不是已经看过了呢,是不是对自然的力量有所畏惧,有所崇拜呢?是的,自然的力量是伟大的,但是人类却不像自然现象那样没有自己的意识。我们可以去欣赏自然的美丽,可以总结自然的规律,这才是我们的力量(这个我没有在上一篇文章中对比,但有吧友提出了=w=)。所以呢,本期我将带领大家去领略一下自然之美,目标就是我们这个太阳系。
对于本期的科普文章,我做了一点小改进。首先,只会对可能会引发争议的内容进行来源的链接注明,这样可以加快写作速度(上次写文章正文花了3个多小时,但是寻找并注明这些可靠来源却花了接近5倍的时间(这和维基被墙有很大关系)PS:这次连快照都给删的差不多了···这次难度更大···
但是不是说文章的准确性会有所下降,因为各位要相信我是不会拿各位开玩笑的,我自己也不会原谅自己出错。
另外,根据吧友的建议,文章将在语气和笔风方面进行调整,并且会使用图片尽量做到一目了然。还将尽量保证轻松幽默,以防各位“太长不看”。
最后,欢迎各位和我进行讨论,因为我相信真理越辩越明,如果能说明我的确出错了,那么对我和读者都有好处~不过我不希望讨论变成撕X大战,请在讨论时注意起码的素质并且注意措辞。
下面开始=w=


IP属地:江苏1楼2015-07-14 16:26回复
    君请看那太阳不息的升落,那就是自然的呼吸与脉搏。
    她把时间的碎片凝为著作,她把光阴的断音谱成圣歌。
    地上的孩童仰望她的颜容,她用母亲般地手轻轻抚摸。
    默默地感谢她无私的馈赠,让我匆匆地从她身边路过。
    ——《邂逅自然》(代序)


    IP属地:江苏2楼2015-07-14 16:27
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      第一章:太阳和太阳系的诞生
      第一节:“借尸还魂”
      对,没错,这个可以孕育生命的太阳系之诞生实际上是“借尸还魂”(观众:你TMD在逗我)
      额··在抄起板凳砸楼主之前先给我留条命简单地说一下大质量恒星的一生吧。
      氢分子云→原恒星→主序星→超巨星→超新星→中子星/黑洞【注1】
      观众:然并卵···
      好吧,我来解释下吧。首先,环顾四周,看看周围是什么。
      是墙对吧,墙的成分呢,有钙元素和硅元素对吧。
      再看看我们的地球,地壳中排行前五的元素是什么?氧、硅、铝、铁、钙,对吧。
      好的,在看看宇宙诞生之初的元素配比吧。88.6%的氢,11.4%的氦,还有极少的锂。[1]


      IP属地:江苏3楼2015-07-14 16:29
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        也就是说,地球上的重元素,并不是在宇宙诞生之初就有的。那么,这些元素是怎么来的呢,这就是我说“借尸还魂”的原因了——来自超新星爆发时的物质喷射【注2】。没有这些重元素,不仅不能形成生命【注3】,就连地球这样的岩石行星都不能产生。
        但是光有“魂”是不够的,这样我们的岩石行星就会像“鬼”一样在星际飘荡。所以我们还需要一颗可以束缚其运动的恒星,同时为生命的诞生和演化提供能量(这才是最重要的)。
        所以呢,这些重元素和可以形成新恒星的氢分子云结合,让这些分子云也含有了重元素,形成太阳的那个氢分子云正是这样的情况,所以太阳在形成之后也含有了一些重元素。这些重元素在一些大质量恒星的核聚变过程中起到关键性作用,一个叫做碳氮氧循环的过程可以加快恒星的核聚变,这正是重元素的作用。
        好了,各位应该把板凳收起来了吧,那我们就进入下一节,看看太阳诞生的具体过程吧。


        IP属地:江苏4楼2015-07-14 16:29
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          本帖长期更新~请各位少安毋躁


          IP属地:江苏5楼2015-07-14 16:30
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            注解部分
            1:有一类特殊的不稳定对超新星在爆发后不会留下中子星或黑洞这样的天体,直接整个炸碎。
            2:除了超新星爆发,新星爆发,行星状星云,恒星风也可以抛射恒星质量,从而使重元素扩散到宇宙中。
            3:当时的宇宙不含碳元素(碳基生物)或者硅元素(硅基生物),还不含氮元素(蛋白质),所以不可能产生生命。


            IP属地:江苏7楼2015-07-14 23:30
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              不过,爱(ji)情的力量是伟大的,分子们不会就这样孤苦终身的。有两个方法,第一个方法是找个媒婆——借助外界的力量;而第二个方法就是随缘,有缘千里来相会——分子云的互相碰撞。
              外界力量一个例子是超新星爆发(超新星:怎么总是我(#惊哭)),超新星爆发的时候会产生震波,使得气体分子由于挤压而互相接近。而气体云碰撞的例子则是一些由星系碰撞触发的星暴星系,这种星系中的气体因为碰撞被迅速的转化为恒星【注7】[4]。
              总之,不论哪种原因,现在分子们互相靠(jiao)到了一起,成了下面这个样子。


              IP属地:江苏10楼2015-07-15 22:48
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                在这个坠落的过程中,气体由于自由落体而加速,而这些释放了的重力势能最终都会变成内能(这就是灼热的爱情~~~~~误…)。一部分以红外线的形式向外散发,而另外一部分则使得中心区的温度不断上升。这个时候这个中心区就拥有了一个新的名字——原恒星。
                恒星至少会停留在原恒星阶段十万年,这在这段时间内,原恒星不断的吞噬周围的气体和尘埃,而这些被吸收的物质则在原恒星周围形成吸积盘。当吸积停止时,就宣告恒星结束了原恒星阶段,进入了一个新的阶段——主序前星。


                IP属地:江苏12楼2015-07-15 22:50
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                  但是事情没这么简单,有细心的读者可能已经注意到了,就是辐射压的问题。一个原恒星因为不断的吸收物质,使得自身温度不断上升。一旦达到一定程度,就会导致周围的物质被驱散,无法进入恒星内部。也就是说,大质量的恒星是无法形成的,这显然和实际观测矛盾了。对于这个问题,科学家们结合观测实际,给出了这样的解释:在吸积过程中,恒星两极会释放出喷流,这种喷流会清理出空洞以减弱辐射压。而喷流的方向和吸积盘盘面方向垂直,并不会影响物质落入恒星。同时,如果这些喷流和星际物质相互作用的话,就可以产生壮观的赫比格—哈罗天体。
                  其他可以接受的理论还有竞争吸积理论,理论建议大质量的原恒星是以低质量的原恒星当"种子",与其他的原恒星竞争者从母分子云中攫取质量,而不是单纯的从局部的区域获取质量。另一种大质量恒星形成的理论则建议,大质量恒星可能是由两颗或更多的低质量恒星合并而成的。[9]

                  (请注意蓝色的部分,这个即为原恒星两极的喷流)(图片来自网络)


                  IP属地:江苏13楼2015-07-15 22:52
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                    4:秒差距(英文Parsec, 缩写pc)是天文学上的一种长度单位。以地球公转轨道的平均半径(一个天文单位,AU)为底边所对应的三角形内角称为视差。当这个角的大小为1角秒时,这个三角形(由于1秒的角的所对应的两条边的长度差异完全可以忽略,因此,这个三角形可以想象成锐角等腰三角形)的一条边的长度(地球到这个恒星的距离)就称为1秒差距。1秒差距(1pc)约合3.26光年。[3]
                    5:请读者注意,图片中,氢分子的大小被极度夸大,而分子间的距离则被极度的缩小,下面的图片也一样。
                    6:实际上分子云中还含有其他物质(比如氦,尘埃),但是氢的含量最高[5]
                    7:所谓“迅速”相对于其他星系而言的(恒星生成率远高于一般星系),实际上对于人类的寿命来说是个极缓慢的过程。
                    8:实际上,如果没有足够的分子聚集,是不能发生上述现象的,只有质量大于金斯质量或者密度大于金斯密度的分子云(或者其中一部分)才可以发生坍缩。不过由于金斯的推导过于理想化,使得其实际应用比较有限[6]。
                    9:博克球也可不通过巨分子云坍缩而单独存在,即相对独立的存在。[8]
                    10:为什么主序星是比较稳定的,那是因为万有引力和压力形成了动态平衡。如果让恒星收缩的引力过强,那么恒星将收缩,但同时核心的热核反应也会因为收缩而加快,产生额外的能量使恒星膨胀。但是膨胀则会让热核反应减慢,引力又会让恒星收缩。最终,恒星就达到了稳定的流体静力平衡。[10]


                    IP属地:江苏15楼2015-07-15 22:55
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                      目前,对于行星形成最成熟的理论是星云理论。这个理论认为,在太阳形成初期,一些被称为“原行星盘”的气体(还有尘埃之类的东西)环绕在恒星周围,这些气体与尘埃就是形成行星的原材料。而当初环绕在太阳周围的那个原行星盘,则被科学家称为“太阳星云”,太阳星云是在太阳形成过程中剩下的材料。


                      IP属地:江苏23楼2015-07-20 22:51
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                        但是和分子云最初的坍缩一样,这些物质的聚合也是有原因的。首先,他们需要一个“种子”,这个“种子”被称为“星子”,它们的大小通常在一微米左右。星子再通过黏附尘埃,或者互相撞击而逐渐增长。然而,如果颗粒要长成大约1公里大小的微行星,必须要历时大约10000年。[12]
                        而星子的产生则比较靠机缘巧合。一方面,尘埃互相的黏附可以使它们长得更大,最终成为星子。另一方面,则是要靠静电引发的相互吸引。


                        IP属地:江苏24楼2015-07-20 22:52
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                          之后,星子通过互相撞击和吸附尘埃两种方法长大。它们长的越大,截面积也越大,而更大的截面积则使得星子可以更快吸附尘埃。同时,随着质量的增大,万有引力开始发挥其应有的作用,引力作用使得尘埃被吸引,同时也使得星子互相接近,增加碰撞的机会。
                          但是星子的成长历程并没有这么一马平川,它们要经过很多的考(tiao)验(jiao)才能成为太阳公公钦点的后宫佳(luo)丽(误)。当星子互相撞击时,如果撞击的力度过大,那么不仅不能生长,反而还会撞碎,重新变回尘埃。


                          IP属地:江苏25楼2015-07-20 22:52
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                            其次,最大的微行星拥有最大的质量,也就意味着对周围物质的吸引力最强。所以它可以更快更多的吸引其他的微行星,并与其融合,这也就意味着更快的增长速度。同时,最大的微行星还由于最大的直径,即拥有更大的截面积。和大星子一样,更大的截面积就意味着有更大的几率拦截其他的微行星。这两个原因使得最大的微行星可以以最快的速度增长。
                            最后,质量最大的微行星更难被其他微行星撞碎。上面提到,高速撞击可以让星子被撞成尘埃,同样,高速的撞击也可以让微行星被撞成较小的碎块。较大的质量使得这些微行星有更小的机会被撞碎,也就意味着它们有更大的机会生存下来,有更大的机会成长。
                            这种种原因综合在一起,共同导致了一个结果——大的微行星生长的比小的更快。而更快的生长速度又使得大的变得更大,和小的之间的差距不断拉开。最后,当它的质量增长到一定程度之后,就会对轨道附近的天体起到支配性作用,同时清理掉绝大部分的附近天体。


                            IP属地:江苏27楼2015-07-20 22:54
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                              当轨道附近的所有天体全部被这个最可(fu)爱(hei)的萝莉吃掉之后,这只萝莉终于表示不会再吃了……吗?因为科学家认为即使是把所有轨道附近的物质全部吞噬,也不足以让行星生长到地球般大小,只能让它长到几百公里大小[15]。科学家们推测,可能是盘面上的湍流【注12】起了作用,让星体拥有了远离或者靠近恒星的径向速度。这使得星体可以到达拥有更多物质的区域,继续生长到0.5—1地球质量[16]。至此,它已经可以被称为是一颗“原行星”了。


                              IP属地:江苏28楼2015-07-20 22:54
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