木星、土星、天王星与海王星的外层为什么是气态?是太阳系曾经发生过什么吗?

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科学爱好者报到。

我们的地球与这四颗气态行星的区别,说白了只有“内核”大小和大气层厚度不同而已。气态行星都有固体内核;类地行星也都是有气态外层的。



太阳系刚形成时,四颗气态行星也是由金属与岩石构成的固态行星。但是它们最初得到的物质更多,质量更大(木星岩铁核心质量为地球的15~17倍),所以引力更强。


太空中绝不是空无一物,每立方厘米空间中至少有一个氢原子,在太阳系内部这一数值只会更大。百亿年间,这些巨大的“气态行星岩核”凭借自身超强的引力吞噬了引力范围内的一切,这使它们质量继续增大,引力也进一步增强,直到拥有如今上万公里厚的大气层(表层两万公里气态、中层两万公里液态、底层两万公里金属态)。

气态行星普遍远离太阳,其它星系也是如此。前段时间被热议的超级地球“开普勒10-C”也非常巨大,质量达到了地球的17倍,但它没有变成气态行星。原因在于它距离恒星太近了,比水星离太阳还近。恒星点燃前,它附近空间的氢便被恒星扫荡一空了;恒星聚变开始后,超级地球好不容易收集的顶层大气又被太阳风吹走了。



不止行星,我们的太阳开始发光之前也是一个类似木星的巨大氢气团。研究表明,太阳内部含有大量的重元素,遥远的过去,她会不会也有过一个固态内核呢?


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复活的章北海


我们常见的物质拓扑形态,就是固、液、汽三态。其实就是物质在电磁力主导下的物质拓扑体系。星系等星际物质拓扑形态是在引力主导下形成的。原子核、质子、中子等是在强力主导下的物质拓扑体系。

由此可看出,物质的拓扑体系都有运算、规则或联系。宏观物体上的联系,或主要联系规则,就是电磁力;电磁力虽然是长程力,但存在屏蔽效应,所以,其形成的拓扑体系实际上是有个界限的,这就是原子核常数规定下的原子能级宽度。像钢铁棍子,20米长也就快成面条了;就算人造的钢筋混凝土,建5千米的高楼,估计像面条一样自己就晃荡断了。

总之,宏观物质大到一定体积,如果原子能级宽度不缩小的话,肯定不会再形成固态了,只能成为松散拓扑形态---气态。

另外,木星等气态行星主要还是由太阳系原始星云中的小旋涡凝结的黑矮星。岩石行星大致有个体积上限,主要是电磁力性质决定的。而引力只能形成星系拓扑,或引力回归下的黑洞等致密物质。


谭宏21


行星大到一定程度,行星便无法维持固体的形式,这不是由引力决定的。要从固体的形成原因去寻找答案。宇宙中大的天体都是由气态构成的,这不是一个偶然现象。其中必然存在原因。相对大一些的行星呈球状,而小一点的流浪行星则形状各异,为什么?背后存在深刻的原因。物质三态形成的原因我们并没有弄清楚,我的感觉是:固体的存在形式与电磁力有深刻的联系,通常的情形固体是作为一个整体在运动变化的,你作用在固体一点,固体会作出整体反应。而液体与气体没有这种性质。电磁力源于微观粒子的运动变化,它的力程有限,且有自我屏蔽功能,如果固体的规模太大,则电磁力无法维持这种规模,所以大的行星规模由引力维持,但不具固态的形式。


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