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pzzdm:对于地外生命的探讨系列(一)
送交者: pzzdm.com 2010年02月25日20:01:41 于 [教育学术] 发送悄悄话

当我们仰望夜空的时候,时不时会思考在这么多的星星中,会不会有一颗也像我们的太阳一样,周围有存在智慧生命的行星围绕呢

退一步说,生命的存在是一个极为稀有的偶然,还是宇宙间的一种普遍现象呢。

在我们的太阳系中,目前仅仅发现地球上存在生命,和更高等的智慧生命。其它有可能有生命存在,或存在过的星体有火星和木星的卫星欧罗巴。还有一些比较不太可能存在生命,但有不能完全排除的星体,如土卫六(泰坦)和木星的卫星伊娥。所以,要想寻找高等生命,最好还是把眼光放远一点。

从90年代中期到现在,已经找到了数百颗围绕其它恒星运行的行星。不过这些行星大多在离恒星很近的轨道上,表面温度很高。而且大部分被发现的行星都是类似木星一样的气态行星。在气态行星上,存在生命的可能性比较低。虽然arthur c. clark的科幻小说中猜想过气态行星上的生命形态,我个人认为那个比较离谱。不过,既然有气态行星,这些大行星很可能有很多卫星。有些比较大的卫星上的环境有可能跟地球相似。所以发现很多这样的气态行星也不是坏事。那么,到底行星的存在是普遍现象还是偶然小概率的现象呢?

我认为,在单一恒星系统中,行星是普遍存在的。单一恒星系统是指像我们太阳这样没有伴星的系统。在银河系中,大多数恒星系是双星,甚至多星系统。单星系统大概只占1/3.

为什么我推测单星系统普遍存在行星呢?

答案:角动量守恒定律。

什么是角动量守恒呢?比较常见的比方是,花样滑冰运动员在冰上转圈时,如果把双臂和腿收紧,转速就会大大加快。这个就是角动量守恒。

以我们的太阳系为例。太阳系据推测是有一团直径大概在1到2光年的气体在引力作用下塌缩形成的。我们假设这团气体直径是2光年。再假设在开始塌缩之前,气体外缘在以1千米/秒的速度围绕引力中心旋转。(这个速度听起来很快,实际上在太空里是很慢的!1光年是9.5x 10^12千米。如果气体外缘以1千米/S的速度运行,转一圈需要一百90万年!)。 那么我们看如果没有任何行星形成。这团气体直接塌缩成太阳。原来在这团气体外缘运动的气体分子现在在太阳表面运动。太阳的半径是70万公里,即0.7×10^6千米。从一光年塌缩到太阳的半径,自转轴缩小了1.36×10^7倍。所以外缘的气体分子现在在太阳表面围绕太阳核心的运动速度应该是1千3百60万公里/秒,也就是光速的40多倍!!!!这个可能吗?太阳早解体了。

所以说,如果没有行星是不行的!实际上,虽然太阳系的质量的99.8%集中在太阳身上,但是太阳系的角动量的98%集中在围绕太阳运动的行星上。所以,这就是为什么我推论单星系统中行星应该是普遍存在的。在双星或多星系统中,角动量由两颗恒星或多颗恒星的相对运动解决了,所以在双星系统或者多星系统中,行星是没有存在的必要的(当然也可以存在,但是没有必要性)。

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