太阳系是否稳定,太阳系为什么很稳定(太阳系并没有那么稳定)
太阳系有八大行星,而地球就是其中之一。前面我们了解了太阳系为什么只有地球有生命、太阳系为什么是扁平的,现在我们来说一说太阳系为什么很稳定。关于这个问题是天文学中一直最热的课题,也是最受争议的课题,下面跟小编一起来看看吧。
太阳系为什么很稳定
太阳系在长达几十亿年的时间里一直都非常稳定,其大小形状变化不大﹐没有发生某些大行星“逃逸”,堕入太阳或互相碰撞等现象。那么太阳系为什么很稳定呢?早在十八世纪﹐拉普拉斯和拉格朗日就开始研究这个问题。
他们从行星轨道要素的受摄运动方程出发﹐讨论行星轨道的半长径a 和偏心率e 是否有长期摄动﹐结果证明在以行星质量为标准的一阶摄动中﹐a 没有长期摄动。1809年﹐蒂塞朗和泊松先后又证明在二阶摄动中﹐a 也没有长期摄动。
二十世纪以来,已证明a 有三阶长期摄动,而 e 是肯定有长期摄动的。但a 或e 有长期摄动并不意味著a 或e 就会无限增大或无限缩小,导致太阳系的不稳定。因为按各阶摄动不断研究下去﹐a ﹑e 将表示为时间t 的幂级数﹐而幂级数也可能表示周期函数。因此,沿这条途径无法最终解决太阳系的稳定性问题。
但就算这样,地球已经环绕太阳几十亿年了,期间虽然历经过多次大冰期,可能遭受过无数次小行星撞击和伽马暴的破坏,但却从来没想过要飞出太阳系,比“爱你一万年”还要矢志不渝。太阳系为什么很稳定?究竟是什么使得太阳系如稳定呢?
太阳系力学问题
太阳系的稳定性看起来是一个很经典的力学问题,但出人意料的是,它直到20世纪中叶以后才渐渐引起科学家们的关注。这个问题的相关研究也标志着一个全新数学分支——动力系统的诞生和兴起。
为了研究太阳系为什么很稳定,前苏联数学家柯莫戈洛夫、阿诺尔德和德国数学家莫泽,提出了著名的KAM理论,他们三人均因此先后获得沃尔夫数学奖。他们用多体问题的卡姆理论证明﹐只要各大行星的无摄轨道的平均角速度不在共振带范围内﹐则在行星相互引力摄动下﹐它们的轨道可用时间的所谓拟周期函数来表示。
因为拟周期函数可以表示为一致收敛的三角级数﹐因而能说明太阳系是稳定的。但这并不是绝对肯定﹐而只是在概率论的意义下的肯定﹐即不稳定的概率等于零﹐或者说太阳系“差不多”是稳定的。即使这种稳定说能够成立﹐太阳系的稳定性问题仍未彻底解决。
除了太阳系内部的稳定性问题,太阳系在整个银河系中的运行轨道是否稳定也是具有同等重要地位的问题,例如,长时间尺度上是否会被银河系中央的黑洞所吞噬?在未来的运行过程中是否会受到银河系内其他天体的影响?会受何种程度的影响?这些问题都关系着地球上的生命体未来进化的宇宙大环境是否稳定,关系到人类的未来。以上是对太阳系为什么很稳定原因解答,希望能帮到大家。
众所周知,宇宙中太阳系有八大行星,而地球就是其中之一。在这八大行星中,唯独只有地球上有生命。长久以来,一直有个问题困扰着科学家,太阳系为什么只有地球有生命呢?据了解,其余的七大行星不是太冷就是太热,要么就是昼夜分布不均匀,下面跟小编一起来看看吧。
太阳系为什么只有地球有生命
太阳系有八大行星,按从近到远的顺序排列,地球位于第三位,水星和金星是距离太阳最近的两个行星。但唯独地球上有生命,那么太阳系为什么只有地球有生命呢?地球为何会如此幸运?与地球的近邻相比,金星和火星都不适合存在生命。
一项新的研究揭示了太阳系为什么只有地球有生命,以及地球在进化道路上的演化进程。让地球从金星、火星周围脱颖而出,最终诞生了人类这样的智慧生物。来自不列颠哥伦比亚省大学海洋与大气科学系的科学家,发现早期地球由于快速流失了两种元素,使得地球的板块开始运动,最终促进了磁场和气候的形成。
早期地球表面覆盖了地壳放射性生热元素,是地球地质演化中第一个“外壳”,主要元素为铀和钾。此后地球经历的小行星重轰炸阶段,导致地球最外的壳层逐渐撕裂,并向宇宙空间消散,该现象被称为冲击侵蚀。在此冲击侵蚀过程中,放射性生热元素铀和钾开始流失,这在地质演化史上具有里程碑的意义,让地壳成分出现了变化。
地球诞生生命的原因
此后地球上发生了板块移动,地幔逐渐冷却趋于稳定后,进一步促进了地球磁场的形成与稳固,于是大量的火山喷发开始出现。火山活动释放出来的温室气体来自地球深处,定期喷发的环境有助于地球形成岩质表面,与其他岩质行星加以区别,这一系列因果都是导致太阳系为什么只有地球有生命原因。
相比之下,金星与地球就很相似,不论在质量、密度和重力场方面,金星似乎是地球的姊妹星球。但金星的温室效应却无法被抑制,厚厚二氧化碳使得表面温度达到470摄氏度,其原因在金星原始地壳中的放射性生热元素没有维持在合适的平衡上,冲击侵蚀的程度不够,使得金星在后续数十亿年内仍然是灾难性的火山喷发,波动较大。
从这个角度看,地球似乎有着与生俱来的优越性,或许地球从诞生那一刻起就被赋予了特殊的使命。可见地球在生命形成的过程中有着太多的巧合因素,或许有一部分出错,生命的形成或许要延迟很久,或者干脆不能产生生命。
所以说地球诞生生命的几率是十分低的,以至于在宇宙数不清的星球面前,地球成了我们已知的唯一产生有智慧生物的星球,不得不说这是一种奇迹!以上是对太阳系为什么只有地球有生命解答,希望能帮到大家。
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