在太阳系的演化史中,物质的碰撞很常见,但并不足惧:它们可能就是太阳系的形成原因。广为人们接受的太阳系起源假说由德国哲学家康德于 1755 年提出。他认为今天的太阳系是由旋转的星云和尘埃不断碰撞形成的。太阳系最初是由不断旋转的气体、冰块、尘埃和其他固体碎片组成的球状星云,如图a所示。在引力作用下,球状星云吸引颗粒,并使得它们紧挨在一起。这些小颗粒粘在一起后逐渐变大,产生更大的引力,进而吸引周边的颗粒,因此出现越来越多的碰撞,如此反复。引力将物体向内拉时,球状星云的尺寸变小,转速增大,因此压缩为圆盘状,如图 b 所示。物质最集中的地方是圆盘的中心,中心最终形成了今天的太阳,如图c所示。太阳的两种主要成分为氢和氦。随着中心质量越来越大,内部温度会上升到1000000℃,于是开始了核聚变过程。在核聚变过程中,较小的氢原子结合(聚变)为氦,同时一些质量转化为能量。这种能量在我们的眼中,就是太阳辐射(阳光)。
太阳周围的颗粒持续碰撞并融合,形成了行星,如图 d 所示。较大物体的相互影响会熔化大量岩石,同时一些不稳定的元素会逃逸到太空。行星(水星、金星、地球、火星)形成后离太阳很近,因此太阳辐射会驱离绝大多数不稳定的气体和易气化的液体,只留下布满岩石的行星。离太阳较远的行星(木星、土星、天王星、海王星)则成为由氢、氦和太阳系形成初期就已存在的冰冻物质组成的巨大冰体。
剧烈撞击产生的热量足以使岩石气化或熔化,因此会产生惊人的结果。例如,主流假说认为月球是由一颗火星大小、质量约为月球10倍的行星撞击年轻的地球形成的。撞击产生庞大的尘埃与水气混合云团,其中的一部分经压缩并累积后,逐渐形成月球。这种假说认为月球的绝大部分来自于地球的岩质地幔。这种假说认为月球主要由铁构成(地球上的绝大部分铁元素位于内核中),其他质量较轻的成分(如气体和水)在撞击中逃逸到了太空。
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