为什么太阳系这么安全?

岳祥聘



太阳系是银河系猎户座旋臂之中一个普普通通的恒星系,除了太阳系之外宇宙还有千千万万个太阳系,这些太阳系无一例外都非常稳定,原因就是这些恒星系的恒星十分稳定,换言之就是宇宙中所有恒星系其实都很安全,除了一些处在超新星爆发边缘或者暮年的恒星。

其实用“安全”描述太阳系并不准确,应该是“稳定”,尤其是对于我们人类这种目前来说还很脆弱的文明来说,恒星系的稳定比什么都重要,因为人类文明目前还没有能力抵御小行星撞地球这类天灾,而太阳系稳定的环境让很多小行星看见地球都绕着走。


一个恒星系的安全与稳定其实主要和恒星的稳定有关,因为恒星本身占据了恒星系绝大部分质量,比如我们的太阳占了太阳系总质量的99.86%,其他恒星系基本也都是这个情况,这就意味着恒星才能主宰恒星系安全与稳定,而我们的太阳是一个黄矮星,现在的太阳正当壮年,还有50亿年的寿命。

试想一下要是人类在50亿年后才出现会怎么样,50亿年后的人类文明刚掌握科学技术准备大展宏图的时候就让太阳寿命结束变成的红巨星给灭绝了。

总体而言宇宙中每个天体系统都很稳定,我们的银河系几乎和宇宙同寿,太阳系诞生46亿年来也十分稳定,但稳定和安全并没有让每个恒星系都诞生像人类这样的高等智慧文明,由此可见除了恒星系的安全和稳定,行星的环境也是很重要的。


宇宙探索未解之迷


太阳系诞生到现在足足稳定了数十亿年,相说来是个非常安全的恒星系,所以地球上的生命才有充足的时间慢慢的进化。其中最至关重要的原因有五点,缺一不可:一是太阳没有伴星,非双星或多恒星系统;二是太阳的质量不大且处于稳定的主序星阶段;三是太阳不是耀星,有些恒星虽质量很小但却是光度变化强烈的耀星;四是太阳系中最大的行星木星的有恰到好处的质量和强引力,成为内太阳系的安全屏障;五是太阳系在银河系中的位置处于远离银心的偏远旋臂边缘,相对与世无争。

首先,太阳是恒星中少有的单星,而多数恒星则是双星或多星系统。太阳系中只有一颗恒星,这是太阳系稳定的最大前提。如果太阳系有多颗恒星,那么引力作用复杂,会出现《三体》中描述的混乱纪元,天体大碰撞的事件将会频发。

第二,太阳是一颗质量恰到好处的黄矮星,寿命相当长。恒星的质量和寿命成反比,越大的恒星寿命越短,比如质量是太阳二倍的天狼星是一颗蓝白星,预期寿命仅十亿年,还不够单细胞生命进化所需的时间,寿限一到就会发生超新星爆发。如果太阳质量再小,虽然寿命会更长,但会是一颗低温的红矮星,宜居带的行星离主星的距离会很近而必然发生潮汐锁定,继而出现极端气候不宜生命的发生。

第三,太阳不是耀星。耀星是光亮在短期内发生剧烈变化的恒星,比如离太阳第二近的恒星巴纳德星虽然是颗低质量的红矮星,但却是一颗典型的耀星,一旦耀星色球层上的耀斑大规模爆发,立刻瞬间毁灭宜居带的生态。

第四,太阳系最大的行星木星有着强大的引力,为内太阳系扫除了大量彗星、小行星和其他太空岩石的袭击可能,是保障内太阳系长期安宁的重要功臣。

第五,太阳系所处的位置远离银河系的中心。因为银河系的中心恒星密集,还有超大质量的黑洞,恒星之间的引力作用强大,并且易受近距离超新星爆发的影响都极不太平。而我们的太阳系位于偏远猎户旋臂支臂上,恒星密度较低,星际物质交流碰撞的机会大大减少。


太阳系数十亿年的相对太平,才能成就地球生命的不断演化和人类文明的诞生,皆因我们的太阳系能同时满足上述诸多苛刻的条件,这真是非常的了不起!


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人类的文明才仅仅几千年,人的寿命平均起来也只不过几十年,这短暂的时间和太阳系50亿岁的年龄比起来太微不足道了。太阳系的“安全”也往往只是人类目前阶段感受到的安全。太阳系中的大小星球也经历过风风雨雨,月球上密密麻麻的陨石坑就是点滴记录。地球上的大气层能够烧掉一些质量较小的陨石,但也有硕大的陨石坑为你留下发挥想象的空间。

恒星的寿命由其质量决定,质量越大核聚变就越剧烈,寿命就越短。质量大的恒星寿命只有几千万年甚至几百万年,质量小的恒星寿命能达到上千亿年。太阳是一颗黄矮星,质量不大不小寿命约为100亿年,如果太阳的质量改变一些,地球上就不会进化出文明。目前太阳正处在非常稳定的约50亿岁的中年,对人类而言还是安全的,再过大约50亿年,太阳就会变成一颗红巨星,那时候地球就会遭遇灭顶之灾。

较大质量的恒星在晚年会发生超新星爆发,释放出剧烈的能量,几十光年内的生命都有可能被其摧毁。地球上曾经经历过几次物种大灭绝,有原因认为那是超新星爆发的结果。目前地球周围几十光年内没有可爆发的恒星,人类还是比较安全的。

大约7万年前,人类的祖先曾目睹到天上出现了一颗红色的星球,那是闯入太阳系的一颗恒星Scholz,离太阳近的时候大约只有0.6至0.8光年。如果距离再近一些,太阳系就不会是今天这样的太阳系。太阳虽然不是多么容易被毁灭,但是人类在宇宙中是非常的微弱,人类能够在宇宙中诞生并繁衍,实属不易。


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就目前来看,太阳系的环境还是比较安定的,所以地球上才有可能安稳地生活着如此多的生命,其中也包括我们人类,这是由多方面的因素促成的。

首先,太阳系在银河系中的位置比较偏,远离银河系的中心,这里就像是银河系的“世外桃源”。在银河系的中心,潜伏着超大质量黑洞,并且还聚集着大量的恒星。如果太阳系位于银河系的中心区域,将会更容易受到其他恒星的影响。例如,超新星爆发更容易影响到太阳系。此外,太阳也不是属于某个球状星团,所以太阳受到其他恒星的影响较小。

其次,太阳没有其他伴星,太阳系是一种单恒星系统。在这样的环境中,天体的运动方式很简单,都是在各自的轨道上绕着太阳旋转。如果太阳系是多恒星系统,由于恒星之间的复杂动力学,将会导致天体的运动受到强烈的干扰。在6600万年前,第五次生物大灭绝事件的导火索就是一颗直径大约10千米的小行星猛烈撞击地球。如果太阳还有其他伴星,将会导致小行星更有可能撞击地球,甚至使地球成为不毛之地。

不过,太阳系的环境并非一直如此安定。在太阳系的形成初期,各种天体之间不断发生碰撞,一颗火星大小的行星撞击了原始地球,如今的地球和月球就是在这场大碰撞的残骸中形成。此后,小行星仍然不断撞击地球和月球,虽然地球上保留下的痕迹大都已经被地质运动抹去,但看看满目疮痍的月球表面就知道它曾经遭受过多少撞击。另一方面,当太阳演化到最终阶段,膨胀成红巨星时,水星和金星将会遭遇灭顶之灾,地球可能也难逃一劫,至少生命不可能在那时的地球上生存。不过,在此之前,安定的太阳系留给我们的时间还有很多。


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所谓太阳系的安全,是以地球本身为参照物,说的是地球的相对安全。我们生活在地球上,虽然曾经遭受到天外陨石的袭扰,不过总体而言,地球在太阳系之中还是相对安全的。地球之所以比较安全,是因为有木星的存在。木星是太阳系中的巨无霸,太阳系有八大行星,围绕着太阳做环绕运动,其中最大的一颗行星,就是木星。木星的重量很大,木星以外的七大行星加起来,所有的重量都不如木星的重量大。实际上,木星的重量等于太阳系除了木星以外的七大行星的2.5倍。木星如此巨大的重量,使得它拥有超级强悍的引力场,可以达到一个“宇宙吸尘器”的效果。很多在太阳系之中乱跑乱窜的陨石,小行星,彗星之类,都被木星的引力场捕获。这在客观上也保护了地球。别看现在地球上很难肉眼看见陨石撞击的痕迹,那是因为地球上有造陆运动,有海洋的腐蚀,看看我们的卫星月球的表面,那密密麻麻的环形山,就知道地球承受了多少陨石的撞击。如果没有木星的引力场捕获尽可能多的小天体,地球早就被摧残的不成样子了。实际上,每天都有数以百万计的陨石降落到地球表面,绝大多数都在落到地面上在空气中摩擦烧毁。科学家统计,地球有史以来由于陨石的打击,使得地球的重量比45亿年前增加了1000万分之一。计算得出,而如果没有木星的保护的话,地球的重量将比45亿年前增加100万分之一,要大十倍。这样的后果就是,地球上的生态系统早就被小天体彻底摧毁了,而不可能有生命的存在。想想看,一颗直径几公里大的彗星就让大型恐龙彻底灭绝。

如果我们把眼光继续往远处看,一直放到整个太阳系,那么,太阳系本身是不是安全呢?答案是,安全。太阳到最近的恒星比邻星有好几光年,如果把太阳的直径缩小到一公分大小,相当于距离最近的恒星2000千米。宇宙之中,恒星与恒星的距离是非常遥远的,所以可以保证足够的安全距离,很难发生恒星之间互相碰撞的恶性事件。


怀疑探索者


说太阳系环境很安全,主要依据是生命在地球上进化了几十亿年,虽然也有一些生物灭绝事情发生,但是生命并没有完全灭绝,相反却进化得越来越高级,还进化出了人类这种高级智慧生物,并且截止到目前已经发展出了较为发达的文明。


但其实说太阳系空间环境很安全,还不如说地球的生态环境和所在的轨道空间环境很安全,因为太阳系中所有星球中只有地球上的生命存在并进化了几十亿年,其他星球的历史我们并不特别清楚,而且绝大多数星球根本就不适合生命生存,无所谓说它们安全不安全。

那么为什么地球的生态环境和所在的轨道空间环境这么安全呢?这和太阳系的构成有很大的关系。首先是因为太阳系是单一恒星系统,因为如果是多少颗恒星系统的话,太阳系就不会这么稳定的运行,其中的行星就会受到多颗恒星引力的影响,其轨道的变化就比较大,那么行星就无法一直位于恒星的宜居带中,这样就很难进化成高等生物了。



其次,我们必须要感谢木星、土星、火星、月球这些星球对于小行星的清扫作用,现在太阳系中有大量的小行星和彗星等流浪的天体,其中的质量较大者都会对地球上的生物造成毁灭性影响,比如6500万年前恐龙的灭绝,基本可以确定就是由于小行星撞击地球造成的,不过也正是由于木星、土星、火星、月球等星体的存在,使得这样的自然灾难次数频率减少到了几千万年甚至上亿年一次,有天文学家认为如果没有木星的清扫作用,地球被小行星撞击的机率就会增加一千倍,可以想见,如果地球被小行星和彗星撞击的几率增加了一千倍,那么地球生态环境将经常处于被破坏状态,是很难进化出高等生物的。



针对地球上的生命而言,还必须要感谢太阳系所处的位置,其实银河系一半以上的恒星都集中在银心之中,好在太阳系并没有处于银心中,不然光那里的宇宙射线就让地球上的生物很难存在。


其实地球从诞生以来也并非一直就是很安全的,早期的地球就如一颗岩浆星球,根据月球起源说的撞击说认为,地球曾经遭受过像火星这样大小的星球的撞击,如此规模的撞击,不可能有任何生命能存活,好的,那只是发生在地球的早期。

从30多亿年前地球上出现原始生命以来,虽然也曾经有过次生物大灭绝,但相对而言地球的地球的生态环境和空间环境还是很好的,而且在未来可预见的十多亿年时间中,地球的空间环境还都是很安全的,但是大概从15亿年之后开始,太阳核聚变的氢燃料用尽开始氦燃料燃烧的时候,太阳的体积会逐渐变大,地球上的生物物种将陷入前途未卜的命运,而在50多亿年之后,整个地球都会被膨胀的太阳吞入肚中,所以对地球生命而言,今后还有着十多亿年的安全发展时间。



科普大世界



并不只是太阳系才这么"安全",而是所有类似太阳的恒星系统都这么"安全"。

当然,这个"安全"问题还要看题主说的是哪些方面。时空通讯就来揣摩一下:或许是说我们这个太阳没发什么脾气?或者又是说这么许久没来一颗小行星撞一下子?有好几次预报了有小行星光顾地球,结果毛也没看到一根就跑路了,弄得很是失落?或者说咱地球火山啊地震啊都是小打小闹的,就没一次来一下真的,弄个黄石公园大爆发什么的?


除此之外,时空通讯实在想不出这个所谓的“这么安全”是个啥意思。如果是上面几个意思,俺时空通讯就来说道说道。

太阳是个黄矮星,是银河系几千亿颗恒星中加的一颗普通恒星。

凡叫矮星的,顾名思义,都是比较矮小的。黄矮星是恒星中温度亮度较弱小质量中等的一种恒星,寿命比上有余比下不足。什么叫比上有余呢?就是比那些大质量恒星寿命要长很多,比如一些蓝巨星白巨星,寿命只有几亿年或者几千万年,而黄矮星寿命一般在100亿年以上。而比下不足呢,就是比那些温度光度质量更小的红矮星,寿命就短很多,那些红矮星寿命少则几百亿年,多则可达上千亿乃至万亿年,与宇宙同生共死。


咱太阳这种黄矮星寿命,关键是其主序星时期较长,约100亿年。生成和死亡时间都占较少,几千万年或几亿年。

主序星时期是恒星最稳定的青壮年期,太阳正处在这个时期,现年50亿岁,还有50亿年的寿命。所以从这个方面来说,太阳是目前最稳定安全的时期。在银河系几千亿颗恒星中,黄矮星占比重约3%,就是约有2、3百亿颗,还有约90%的红矮星,都是比较稳定"安全"的,除非在诞生期和死亡期阶段恒星才变得极不稳定。所以迄今为止,我们看到天上的无数繁星,除了极少数的超新星爆炸,一直稳定的朝我们眨巴着眼睛,似乎在昭示着它们的安全。


至于小行星撞击火山地震等自然灾害,凭人类目前的科技能力,还无法抗衡和抵御,小灾小难尚可支应,遇到灭顶之灾只能听天由命。

好在这种概率事件并不是天天发生,其他恒星系统也一样。但谁也保不准太阳会突然发一下大脾气,天灾会突然降临,所以这个"安全"谁也无法保证。但愿巨大灾难晚些到来,那时人类或己具有了抵御的能力。但有一点,人类不要自己作死,目前,核战危机和生态破坏已成为人类生存重大威胁,某种意义上说,这个"安全"比"太阳系这么安全"重要的多,科学家多次联名警告人类,"留给我们的时间不多了",让我们一起好自为之吧!


时空通讯


诸葛小村姑叹了口说:太阳系果真安全乎?非也!


人类文明艰难发展了2-300万年,果真安全么?300万年,相较于46亿年的时间,只不过是1/1500分之一弱。有文字可考的历史也就是8000年吧,这相当于地球历史的1/575000。用一整天的时间做比较,人类有文字记载的历史也只相当于0.15秒!6500万年前的那次猛烈撞击,也只相当于20分钟前的事情啊!


这么短的时间内,没有蚊子叮咬,没有苍蝇嗡嗡,人类就可以觉得安全无虞了么?这样子麻痹大意,自以为是,简直就是取死之道啊!


这也难怪,人类的个体生命极其短暂,区区数十年,简直就是微秒级别的,这在地球演化历史中,基本可以忽略。


其实宇宙太空危险重重,大大小小的小行星、彗星体、流浪行星,无时无刻不在对太阳系构成威胁,前段时间莫名其妙出现在太阳附近的“奥陌”,就是例证,大约长400米,宽40米,质量大约超过50000吨,呈现极长的椭圆轨道,居然在水星轨道内绕过了太阳,而且几乎是垂直于黄道面的。可以确定,这是一个来自太阳系外的天体,偶然路过。这不可能是个案,相信在人类望远镜系统发明之前,也会有数不清的流浪天体光临过太阳系,轨道变化千奇百怪,地球也会不免被骚扰。这样的黄道面倾入,远在十几亿公里之外的巨大的木星是无能为力的,因为鞭长莫及。其实,地球的自转轴偏角23度,应该就是外来天体撞击的结果。

按照恒星系的形成演说,太阳在形成的时候,集中了整个星云体系的99.8%的质量,其余的物质,形成了8大行星,彗星,小行星带,经过将近50亿年的运行,起初几亿年的猛烈碰撞,造就了大行星的基本结构,几颗大行星基本上按部就班地运行,这是这样的运行,也是危险重重的,有些巨大的彗星体,可不那么安分,狭长的椭圆轨道,与所有的行星轨道交叉,也就有碰撞大行星的可能性。


1994年7月17日4时15分,人类首次观测到了木星与苏梅克列维彗星(长约3.5公里宽,2.6公里高)猛烈相撞,就是警示,这次撞击的能量,威力达十六万亿吨TNT炸药(其当量相当于全球核武器储备总和的1500倍),所造成的疤痕比地球直径长。

这样的撞击如果发生在地球上,地表文明将倒退300年,直接将人类的70%消灭,想想这样的场景吧!剩下的30%的人类,绝大部分在今后的4-5年东饿而死!

根据测算,每年大约有300万吨的星际流星物质掉入地球大气层,少部分抵达地表,成为陨石。2013年2月15日中午12时30分左右,俄罗斯车里雅宾斯克州发生天体坠落事件。数千公里之内,光芒耀眼,地洞山腰,有很多人被陨石碎片砸伤。

这样看,地球真的很安全么?太阳系真的很安全么?存有这样思想的人,就是温室的花朵,没见过风刀雪剑,成天迷迷糊糊地样子。这是很危险的。


只有工作在天文学前沿的科学家,内心才会十分紧张,他们知道,由于探测技术的限制,距离地球轨道1000万公里外的小天体,几乎探测不到,但不代表没有啊!达摩克里斯之剑,每天悬在我们的头上,我们这些愚蠢的人类,还在洋洋自得,岂不可笑!?


诸葛小村姑


太阳系的物质结构怎么样?

太阳系是由太阳,行星和其卫星,小行星,彗星,流星以及行星际物质构成的空间天体系统!

为何称之为太阳系?简单来说是因为太阳占据了太阳系的主要重量比,达到了99.8%!其它行星物质等几乎对其而言微乎其微!

在太阳系中,以太阳为中心,近到远主要行星为水星,金星,地球,火星,木星,土星,天王星,海王星!总共八大行星,早年的冥王星已经被除名了!各物质大小体积重量密度等等都各不相同,当中要数木星体积最为庞大,大约是其它七大行星之和的2.5倍!(木星的作用我们在下面会提及)

太阳系中还有许许多多的"天外来客"——流星!那么为何众多飞来的流星彗星不会对太阳系造成威胁?为何太阳系相对安全?



太阳系为什么相对这么安全呢?

总体而言,地球位于太阳系中是相对安全的,不然地球也不可能演化数十亿年,人类也不可能不断进化和发展!

说起太阳系的安全,就不得不提起木星这颗巨无霸行星!木星的质量体积都是巨大的,约为地球的1316倍!直径为地球的直径的11.25倍!拥有如此巨大重量的木星,使得其有着强悍的引力场,几乎可以达到"宇宙吸尘器"的强力效果!

因为木星的存在,所以很多飞来的流星,陨石等等"天外来物"都被其阻挡住了,地球也是因为木星的存在而免遭很多"飞来横祸"!



除此之外,还有外界因素,比如太阳系位于银河系的位置是比较偏的,使其远离了银河系中心的巨大黑洞的干扰与影响!

还有太阳本身也是一大因素!比如太阳属于单恒星系统,运动较为简单而不受其它围绕伴星影响!

其实太阳系演变的数十亿年以来,并非是一直安全的!太阳系形成初期也是多灾多难的星系,各天体星系不断碰撞,撞击也让它们饱受风霜!比如现在的月球表面坑坑洼洼就知道曾经受过多少"伤"!




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科学无处不在


为什么这么安全,是以人类的角度去看的,因为毕竟人类的单个个体寿命有限,整个人类文明发展的历史也很有限,所以才会有这样的错觉。

如果放到宇宙的尺度上来看的话,或者小一点说,从整个太阳系的角度看的话,太阳系内部也不怎么安全。不仅有外来客闯入太阳系,而且火星-木星之间的小行星带以及海王星外围的柯伊伯带,里面多数都是一些不规则的天体,说不定哪天就会因为引力的扰动而跑出来一个,也不知道,它是撞向木星,还是火星,还是其它星呢。

1994年的彗星撞击木星事件,发生于20世纪初的通古斯爆炸事件等等,其实来自于太空中的威胁始终存在,只是由于人类个体寿命有限,没有意识到罢了。

我们的地球可谓是太阳系中的一个幸运儿,生来就戴着光环,住在宜居带上,适宜的光照条件、丰沛的水资源让生命得以诞生。月球是地球的第一道天然屏障,幸运的话,会抵御那些准备撞向地球的天体,几率虽然小,但是一旦碰巧一颗非常大的天体,本来要撞向地球的,恰好月球运行到地球的正面,化解了地球生命大灭绝的危机。

再离远一点看,木星是地球的更大的保护伞,任何闯入太阳系的天体,或者是本身就在太阳系里四处乱窜的天体,如果经过了木、土等大引力天体的附近,都得被吸过去,这样,太阳系就比较平静了。

太阳系在围绕着银河系中心运转,运转一圈都得需要2.25亿年,人类个体的寿命,往大了点说,就是区区百年而已,所以,才会有这种错觉。


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