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§一、科学世纪的新发现
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天体演化理论
1755年,德国科学家、哲学家康德(I.Kant,1724—1804)发表《宇宙发展史概论》,提出了太阳系起源的星云假说。
这个假说所依据的科学事实是,科学家通过大量的天文观测,已经发现太阳系内行星公转轨道具有共面性,行星公转的方向具有同向性,行星公转轨道呈近圆性。
为了回答太阳系行星公转时何以具有这样多的相似性,康德设想太阳系可能是从同一团原始星云演化而来。
他的主要论点有:原始星云是由弥漫于宇宙空间的不停运动着的无数物质微粒组成;其密度不均匀;凭借万有引力,密度较大的部分可以从它周围吸引密度较小的物质微粒,以后它们自己又同所聚集的物质一起,聚集到密度更为巨大的地方,并如此一直继续下去。
这样,星云中必有一处其密度比其他地方都大,就会形成整个星云的引力中心;当微粒物质向引力中心降落时,除受到引力作用外,同时还受到斥力作用。
这样就有可能造成运动方向的偏离,使垂直的下落运动变成围绕降落中心的圆周运动;开始时圆周运动可能还很混乱,后来逐渐出现一个主要的运动方向,形成巨大的旋涡,使整个星云逐渐向垂直于转动轴的平面集中。
在这个平面上,速度较小的团块继续落到中心团块,速度较大的团块则可以保持力的平衡形成各个行星;在形成行星的小团块中又会由类似的过程形成行星的卫星系统。
康德的这个假说能够解释行星的共面性、近圆性和同向性,也能解释行星的不同密度和质量的形成。
但康德假说本身的思辨成分太多,有许多问题解释不清楚,加之当时许多科学家受形而上学、经验主义的影响,厌恶理论思维,因此这个假说发表以后没有引起什么反响,竟然埋没了半个世纪之久。
直到18世纪未法国著名数学家、力学家拉普拉斯根据天文观测资料,对天体的形成从数学和力学方面作了论证,提出了类似的星云假说后,这一观点才为人们普遍接受。
拉普拉斯(P.S.Laplace,1749—1827)的星云假说体现在1796年出版的《宇宙体系概说》一书中。
他也认为太阳系的所有天体都起源于同一原始星云。
但和康德不同,他假设原始星云是炽热气体;假设炽热的球状气体星云从一开始就在缓慢转动。
这样就回避了康德想用引力和斥力的矛盾加以解释,但并未解释清楚“星云是怎样开始旋转起来的”
这个问题。
按照拉普拉斯假说,气体状的炽热星云大致呈球形,它的直径很大,在宇宙中缓慢地旋转。
同时向外散发热量渐渐变冷,其体积也在逐渐收缩。
根据角动量守恒原理,其旋转速度将加大。
按离心力规律,星云物质所受的惯性离心力也随之增大,而且在赤道处的星云物质所受惯性离心力最大。
这使得星云的赤道部分向外突出,使球形星云变为扇球乃至扁平圆盘。
当外缘部分受到的离心力增大到足以和星云对它的吸引力相抗衡时,这部分物质便不再随整个星云一起收缩而保留在原来的半径上旋转。
重复上述过程就可以得到一个又一个的圆环,其中心部分最后收缩为太阳。
分离出来的圆环经过相互吸引和凝聚,就形成了各个行星。
由于这个假说和康德的假说类似,人们就把这两个假说统称为“康德—拉普拉斯星云假说”
。
尽管康德—拉普拉斯假说仍有许多具体问题不能解决,但其形成和演化的思想逐渐被天文学发展所证实。
尤其是1859年德国物理学家吉尔霍夫和德国化学家本生创造出光谱分析法以后,可以对恒星上存在的元素进行分析了。
分析证明,各种不同的天体构成元素相同。
而且通过光谱分析还可以比较出它们所处的不同发展阶段。
天体形成和演化的观点从而被确立下来了。
地质进化理论
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