為什麼太陽系這麼安全?

嶽祥聘



太陽系是銀河系獵戶座旋臂之中一個普普通通的恆星系,除了太陽系之外宇宙還有千千萬萬個太陽系,這些太陽系無一例外都非常穩定,原因就是這些恆星系的恆星十分穩定,換言之就是宇宙中所有恆星系其實都很安全,除了一些處在超新星爆發邊緣或者暮年的恆星。

其實用“安全”描述太陽系並不準確,應該是“穩定”,尤其是對於我們人類這種目前來說還很脆弱的文明來說,恆星系的穩定比什麼都重要,因為人類文明目前還沒有能力抵禦小行星撞地球這類天災,而太陽系穩定的環境讓很多小行星看見地球都繞著走。


一個恆星系的安全與穩定其實主要和恆星的穩定有關,因為恆星本身佔據了恆星系絕大部分質量,比如我們的太陽佔了太陽系總質量的99.86%,其他恆星系基本也都是這個情況,這就意味著恆星才能主宰恆星系安全與穩定,而我們的太陽是一個黃矮星,現在的太陽正當壯年,還有50億年的壽命。

試想一下要是人類在50億年後才出現會怎麼樣,50億年後的人類文明剛掌握科學技術準備大展宏圖的時候就讓太陽壽命結束變成的紅巨星給滅絕了。

總體而言宇宙中每個天體系統都很穩定,我們的銀河系幾乎和宇宙同壽,太陽系誕生46億年來也十分穩定,但穩定和安全並沒有讓每個恆星系都誕生像人類這樣的高等智慧文明,由此可見除了恆星系的安全和穩定,行星的環境也是很重要的。


宇宙探索未解之迷


太陽系誕生到現在足足穩定了數十億年,相說來是個非常安全的恆星系,所以地球上的生命才有充足的時間慢慢的進化。其中最至關重要的原因有五點,缺一不可:一是太陽沒有伴星,非雙星或多恆星系統;二是太陽的質量不大且處於穩定的主序星階段;三是太陽不是耀星,有些恆星雖質量很小但卻是光度變化強烈的耀星;四是太陽系中最大的行星木星的有恰到好處的質量和強引力,成為內太陽系的安全屏障;五是太陽系在銀河系中的位置處於遠離銀心的偏遠旋臂邊緣,相對與世無爭。

首先,太陽是恆星中少有的單星,而多數恆星則是雙星或多星系統。太陽系中只有一顆恆星,這是太陽系穩定的最大前提。如果太陽系有多顆恆星,那麼引力作用複雜,會出現《三體》中描述的混亂紀元,天體大碰撞的事件將會頻發。

第二,太陽是一顆質量恰到好處的黃矮星,壽命相當長。恆星的質量和壽命成反比,越大的恆星壽命越短,比如質量是太陽二倍的天狼星是一顆藍白星,預期壽命僅十億年,還不夠單細胞生命進化所需的時間,壽限一到就會發生超新星爆發。如果太陽質量再小,雖然壽命會更長,但會是一顆低溫的紅矮星,宜居帶的行星離主星的距離會很近而必然發生潮汐鎖定,繼而出現極端氣候不宜生命的發生。

第三,太陽不是耀星。耀星是光亮在短期內發生劇烈變化的恆星,比如離太陽第二近的恆星巴納德星雖然是顆低質量的紅矮星,但卻是一顆典型的耀星,一旦耀星色球層上的耀斑大規模爆發,立刻瞬間毀滅宜居帶的生態。

第四,太陽系最大的行星木星有著強大的引力,為內太陽系掃除了大量彗星、小行星和其他太空岩石的襲擊可能,是保障內太陽系長期安寧的重要功臣。

第五,太陽系所處的位置遠離銀河系的中心。因為銀河系的中心恆星密集,還有超大質量的黑洞,恆星之間的引力作用強大,並且易受近距離超新星爆發的影響都極不太平。而我們的太陽系位於偏遠獵戶旋臂支臂上,恆星密度較低,星際物質交流碰撞的機會大大減少。


太陽系數十億年的相對太平,才能成就地球生命的不斷演化和人類文明的誕生,皆因我們的太陽系能同時滿足上述諸多苛刻的條件,這真是非常的了不起!


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人類的文明才僅僅幾千年,人的壽命平均起來也只不過幾十年,這短暫的時間和太陽系50億歲的年齡比起來太微不足道了。太陽系的“安全”也往往只是人類目前階段感受到的安全。太陽系中的大小星球也經歷過風風雨雨,月球上密密麻麻的隕石坑就是點滴記錄。地球上的大氣層能夠燒掉一些質量較小的隕石,但也有碩大的隕石坑為你留下發揮想象的空間。

恆星的壽命由其質量決定,質量越大核聚變就越劇烈,壽命就越短。質量大的恆星壽命只有幾千萬年甚至幾百萬年,質量小的恆星壽命能達到上千億年。太陽是一顆黃矮星,質量不大不小壽命約為100億年,如果太陽的質量改變一些,地球上就不會進化出文明。目前太陽正處在非常穩定的約50億歲的中年,對人類而言還是安全的,再過大約50億年,太陽就會變成一顆紅巨星,那時候地球就會遭遇滅頂之災。

較大質量的恆星在晚年會發生超新星爆發,釋放出劇烈的能量,幾十光年內的生命都有可能被其摧毀。地球上曾經經歷過幾次物種大滅絕,有原因認為那是超新星爆發的結果。目前地球周圍幾十光年內沒有可爆發的恆星,人類還是比較安全的。

大約7萬年前,人類的祖先曾目睹到天上出現了一顆紅色的星球,那是闖入太陽系的一顆恆星Scholz,離太陽近的時候大約只有0.6至0.8光年。如果距離再近一些,太陽系就不會是今天這樣的太陽系。太陽雖然不是多麼容易被毀滅,但是人類在宇宙中是非常的微弱,人類能夠在宇宙中誕生並繁衍,實屬不易。


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就目前來看,太陽系的環境還是比較安定的,所以地球上才有可能安穩地生活著如此多的生命,其中也包括我們人類,這是由多方面的因素促成的。

首先,太陽系在銀河系中的位置比較偏,遠離銀河系的中心,這裡就像是銀河系的“世外桃源”。在銀河系的中心,潛伏著超大質量黑洞,並且還聚集著大量的恆星。如果太陽系位於銀河系的中心區域,將會更容易受到其他恆星的影響。例如,超新星爆發更容易影響到太陽系。此外,太陽也不是屬於某個球狀星團,所以太陽受到其他恆星的影響較小。

其次,太陽沒有其他伴星,太陽系是一種單恆星系統。在這樣的環境中,天體的運動方式很簡單,都是在各自的軌道上繞著太陽旋轉。如果太陽系是多恆星系統,由於恆星之間的複雜動力學,將會導致天體的運動受到強烈的干擾。在6600萬年前,第五次生物大滅絕事件的導火索就是一顆直徑大約10千米的小行星猛烈撞擊地球。如果太陽還有其他伴星,將會導致小行星更有可能撞擊地球,甚至使地球成為不毛之地。

不過,太陽系的環境並非一直如此安定。在太陽系的形成初期,各種天體之間不斷髮生碰撞,一顆火星大小的行星撞擊了原始地球,如今的地球和月球就是在這場大碰撞的殘骸中形成。此後,小行星仍然不斷撞擊地球和月球,雖然地球上保留下的痕跡大都已經被地質運動抹去,但看看滿目瘡痍的月球表面就知道它曾經遭受過多少撞擊。另一方面,當太陽演化到最終階段,膨脹成紅巨星時,水星和金星將會遭遇滅頂之災,地球可能也難逃一劫,至少生命不可能在那時的地球上生存。不過,在此之前,安定的太陽系留給我們的時間還有很多。


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所謂太陽系的安全,是以地球本身為參照物,說的是地球的相對安全。我們生活在地球上,雖然曾經遭受到天外隕石的襲擾,不過總體而言,地球在太陽系之中還是相對安全的。地球之所以比較安全,是因為有木星的存在。木星是太陽系中的巨無霸,太陽系有八大行星,圍繞著太陽做環繞運動,其中最大的一顆行星,就是木星。木星的重量很大,木星以外的七大行星加起來,所有的重量都不如木星的重量大。實際上,木星的重量等於太陽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,使得它擁有超級強悍的引力場,可以達到一個“宇宙吸塵器”的效果。很多在太陽系之中亂跑亂竄的隕石,小行星,彗星之類,都被木星的引力場捕獲。這在客觀上也保護了地球。別看現在地球上很難肉眼看見隕石撞擊的痕跡,那是因為地球上有造陸運動,有海洋的腐蝕,看看我們的衛星月球的表面,那密密麻麻的環形山,就知道地球承受了多少隕石的撞擊。如果沒有木星的引力場捕獲儘可能多的小天體,地球早就被摧殘的不成樣子了。實際上,每天都有數以百萬計的隕石降落到地球表面,絕大多數都在落到地面上在空氣中摩擦燒燬。科學家統計,地球有史以來由於隕石的打擊,使得地球的重量比45億年前增加了1000萬分之一。計算得出,而如果沒有木星的保護的話,地球的重量將比45億年前增加100萬分之一,要大十倍。這樣的後果就是,地球上的生態系統早就被小天體徹底摧毀了,而不可能有生命的存在。想想看,一顆直徑幾公里大的彗星就讓大型恐龍徹底滅絕。

如果我們把眼光繼續往遠處看,一直放到整個太陽系,那麼,太陽系本身是不是安全呢?答案是,安全。太陽到最近的恆星比鄰星有好幾光年,如果把太陽的直徑縮小到一公分大小,相當於距離最近的恆星2000千米。宇宙之中,恆星與恆星的距離是非常遙遠的,所以可以保證足夠的安全距離,很難發生恆星之間互相碰撞的惡性事件。


懷疑探索者


說太陽系環境很安全,主要依據是生命在地球上進化了幾十億年,雖然也有一些生物滅絕事情發生,但是生命並沒有完全滅絕,相反卻進化得越來越高級,還進化出了人類這種高級智慧生物,並且截止到目前已經發展出了較為發達的文明。


但其實說太陽系空間環境很安全,還不如說地球的生態環境和所在的軌道空間環境很安全,因為太陽系中所有星球中只有地球上的生命存在並進化了幾十億年,其他星球的歷史我們並不特別清楚,而且絕大多數星球根本就不適合生命生存,無所謂說它們安全不安全。

那麼為什麼地球的生態環境和所在的軌道空間環境這麼安全呢?這和太陽系的構成有很大的關係。首先是因為太陽系是單一恆星系統,因為如果是多少顆恆星系統的話,太陽系就不會這麼穩定的運行,其中的行星就會受到多顆恆星引力的影響,其軌道的變化就比較大,那麼行星就無法一直位於恆星的宜居帶中,這樣就很難進化成高等生物了。



其次,我們必須要感謝木星、土星、火星、月球這些星球對於小行星的清掃作用,現在太陽系中有大量的小行星和彗星等流浪的天體,其中的質量較大者都會對地球上的生物造成毀滅性影響,比如6500萬年前恐龍的滅絕,基本可以確定就是由於小行星撞擊地球造成的,不過也正是由於木星、土星、火星、月球等星體的存在,使得這樣的自然災難次數頻率減少到了幾千萬年甚至上億年一次,有天文學家認為如果沒有木星的清掃作用,地球被小行星撞擊的機率就會增加一千倍,可以想見,如果地球被小行星和彗星撞擊的幾率增加了一千倍,那麼地球生態環境將經常處於被破壞狀態,是很難進化出高等生物的。



針對地球上的生命而言,還必須要感謝太陽系所處的位置,其實銀河系一半以上的恆星都集中在銀心之中,好在太陽系並沒有處於銀心中,不然光那裡的宇宙射線就讓地球上的生物很難存在。


其實地球從誕生以來也並非一直就是很安全的,早期的地球就如一顆岩漿星球,根據月球起源說的撞擊說認為,地球曾經遭受過像火星這樣大小的星球的撞擊,如此規模的撞擊,不可能有任何生命能存活,好的,那只是發生在地球的早期。

從30多億年前地球上出現原始生命以來,雖然也曾經有過次生物大滅絕,但相對而言地球的地球的生態環境和空間環境還是很好的,而且在未來可預見的十多億年時間中,地球的空間環境還都是很安全的,但是大概從15億年之後開始,太陽核聚變的氫燃料用盡開始氦燃料燃燒的時候,太陽的體積會逐漸變大,地球上的生物物種將陷入前途未卜的命運,而在50多億年之後,整個地球都會被膨脹的太陽吞入肚中,所以對地球生命而言,今後還有著十多億年的安全發展時間。



科普大世界



並不只是太陽系才這麼"安全",而是所有類似太陽的恆星系統都這麼"安全"。

當然,這個"安全"問題還要看題主說的是哪些方面。時空通訊就來揣摩一下:或許是說我們這個太陽沒發什麼脾氣?或者又是說這麼許久沒來一顆小行星撞一下子?有好幾次預報了有小行星光顧地球,結果毛也沒看到一根就跑路了,弄得很是失落?或者說咱地球火山啊地震啊都是小打小鬧的,就沒一次來一下真的,弄個黃石公園大爆發什麼的?


除此之外,時空通訊實在想不出這個所謂的“這麼安全”是個啥意思。如果是上面幾個意思,俺時空通訊就來說道說道。

太陽是個黃矮星,是銀河系幾千億顆恆星中加的一顆普通恆星。

凡叫矮星的,顧名思義,都是比較矮小的。黃矮星是恆星中溫度亮度較弱小質量中等的一種恆星,壽命比上有餘比下不足。什麼叫比上有餘呢?就是比那些大質量恆星壽命要長很多,比如一些藍巨星白巨星,壽命只有幾億年或者幾千萬年,而黃矮星壽命一般在100億年以上。而比下不足呢,就是比那些溫度光度質量更小的紅矮星,壽命就短很多,那些紅矮星壽命少則幾百億年,多則可達上千億乃至萬億年,與宇宙同生共死。


咱太陽這種黃矮星壽命,關鍵是其主序星時期較長,約100億年。生成和死亡時間都佔較少,幾千萬年或幾億年。

主序星時期是恆星最穩定的青壯年期,太陽正處在這個時期,現年50億歲,還有50億年的壽命。所以從這個方面來說,太陽是目前最穩定安全的時期。在銀河系幾千億顆恆星中,黃矮星佔比重約3%,就是約有2、3百億顆,還有約90%的紅矮星,都是比較穩定"安全"的,除非在誕生期和死亡期階段恆星才變得極不穩定。所以迄今為止,我們看到天上的無數繁星,除了極少數的超新星爆炸,一直穩定的朝我們眨巴著眼睛,似乎在昭示著它們的安全。


至於小行星撞擊火山地震等自然災害,憑人類目前的科技能力,還無法抗衡和抵禦,小災小難尚可支應,遇到滅頂之災只能聽天由命。

好在這種概率事件並不是天天發生,其他恆星系統也一樣。但誰也保不準太陽會突然發一下大脾氣,天災會突然降臨,所以這個"安全"誰也無法保證。但願巨大災難晚些到來,那時人類或己具有了抵禦的能力。但有一點,人類不要自己作死,目前,核戰危機和生態破壞已成為人類生存重大威脅,某種意義上說,這個"安全"比"太陽系這麼安全"重要的多,科學家多次聯名警告人類,"留給我們的時間不多了",讓我們一起好自為之吧!


時空通訊


諸葛小村姑嘆了口說:太陽系果真安全乎?非也!


人類文明艱難發展了2-300萬年,果真安全麼?300萬年,相較於46億年的時間,只不過是1/1500分之一弱。有文字可考的歷史也就是8000年吧,這相當於地球歷史的1/575000。用一整天的時間做比較,人類有文字記載的歷史也只相當於0.15秒!6500萬年前的那次猛烈撞擊,也只相當於20分鐘前的事情啊!


這麼短的時間內,沒有蚊子叮咬,沒有蒼蠅嗡嗡,人類就可以覺得安全無虞了麼?這樣子麻痺大意,自以為是,簡直就是取死之道啊!


這也難怪,人類的個體生命極其短暫,區區數十年,簡直就是微秒級別的,這在地球演化歷史中,基本可以忽略。


其實宇宙太空危險重重,大大小小的小行星、彗星體、流浪行星,無時無刻不在對太陽系構成威脅,前段時間莫名其妙出現在太陽附近的“奧陌”,就是例證,大約長400米,寬40米,質量大約超過50000噸,呈現極長的橢圓軌道,居然在水星軌道內繞過了太陽,而且幾乎是垂直於黃道面的。可以確定,這是一個來自太陽系外的天體,偶然路過。這不可能是個案,相信在人類望遠鏡系統發明之前,也會有數不清的流浪天體光臨過太陽系,軌道變化千奇百怪,地球也會不免被騷擾。這樣的黃道面傾入,遠在十幾億公里之外的巨大的木星是無能為力的,因為鞭長莫及。其實,地球的自轉軸偏角23度,應該就是外來天體撞擊的結果。

按照恆星系的形成演說,太陽在形成的時候,集中了整個星雲體系的99.8%的質量,其餘的物質,形成了8大行星,彗星,小行星帶,經過將近50億年的運行,起初幾億年的猛烈碰撞,造就了大行星的基本結構,幾顆大行星基本上按部就班地運行,這是這樣的運行,也是危險重重的,有些巨大的彗星體,可不那麼安分,狹長的橢圓軌道,與所有的行星軌道交叉,也就有碰撞大行星的可能性。


1994年7月17日4時15分,人類首次觀測到了木星與蘇梅克列維彗星(長約3.5公里寬,2.6公里高)猛烈相撞,就是警示,這次撞擊的能量,威力達十六萬億噸TNT炸藥(其當量相當於全球核武器儲備總和的1500倍),所造成的疤痕比地球直徑長。

這樣的撞擊如果發生在地球上,地表文明將倒退300年,直接將人類的70%消滅,想想這樣的場景吧!剩下的30%的人類,絕大部分在今後的4-5年東餓而死!

根據測算,每年大約有300萬噸的星際流星物質掉入地球大氣層,少部分抵達地表,成為隕石。2013年2月15日中午12時30分左右,俄羅斯車里雅賓斯克州發生天體墜落事件。數千公里之內,光芒耀眼,地洞山腰,有很多人被隕石碎片砸傷。

這樣看,地球真的很安全麼?太陽系真的很安全麼?存有這樣思想的人,就是溫室的花朵,沒見過風刀雪劍,成天迷迷糊糊地樣子。這是很危險的。


只有工作在天文學前沿的科學家,內心才會十分緊張,他們知道,由於探測技術的限制,距離地球軌道1000萬公里外的小天體,幾乎探測不到,但不代表沒有啊!達摩克里斯之劍,每天懸在我們的頭上,我們這些愚蠢的人類,還在洋洋自得,豈不可笑!?


諸葛小村姑


太陽系的物質結構怎麼樣?

太陽系是由太陽,行星和其衛星,小行星,彗星,流星以及行星際物質構成的空間天體系統!

為何稱之為太陽系?簡單來說是因為太陽佔據了太陽系的主要重量比,達到了99.8%!其它行星物質等幾乎對其而言微乎其微!

在太陽系中,以太陽為中心,近到遠主要行星為水星,金星,地球,火星,木星,土星,天王星,海王星!總共八大行星,早年的冥王星已經被除名了!各物質大小體積重量密度等等都各不相同,當中要數木星體積最為龐大,大約是其它七大行星之和的2.5倍!(木星的作用我們在下面會提及)

太陽系中還有許許多多的"天外來客"——流星!那麼為何眾多飛來的流星彗星不會對太陽系造成威脅?為何太陽系相對安全?



太陽系為什麼相對這麼安全呢?

總體而言,地球位於太陽系中是相對安全的,不然地球也不可能演化數十億年,人類也不可能不斷進化和發展!

說起太陽系的安全,就不得不提起木星這顆巨無霸行星!木星的質量體積都是巨大的,約為地球的1316倍!直徑為地球的直徑的11.25倍!擁有如此巨大重量的木星,使得其有著強悍的引力場,幾乎可以達到"宇宙吸塵器"的強力效果!

因為木星的存在,所以很多飛來的流星,隕石等等"天外來物"都被其阻擋住了,地球也是因為木星的存在而免遭很多"飛來橫禍"!



除此之外,還有外界因素,比如太陽系位於銀河系的位置是比較偏的,使其遠離了銀河系中心的巨大黑洞的干擾與影響!

還有太陽本身也是一大因素!比如太陽屬於單恆星系統,運動較為簡單而不受其它圍繞伴星影響!

其實太陽系演變的數十億年以來,並非是一直安全的!太陽系形成初期也是多災多難的星系,各天體星系不斷碰撞,撞擊也讓它們飽受風霜!比如現在的月球表面坑坑窪窪就知道曾經受過多少"傷"!




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科學無處不在


為什麼這麼安全,是以人類的角度去看的,因為畢竟人類的單個個體壽命有限,整個人類文明發展的歷史也很有限,所以才會有這樣的錯覺。

如果放到宇宙的尺度上來看的話,或者小一點說,從整個太陽系的角度看的話,太陽系內部也不怎麼安全。不僅有外來客闖入太陽系,而且火星-木星之間的小行星帶以及海王星外圍的柯伊伯帶,裡面多數都是一些不規則的天體,說不定哪天就會因為引力的擾動而跑出來一個,也不知道,它是撞向木星,還是火星,還是其它星呢。

1994年的彗星撞擊木星事件,發生於20世紀初的通古斯爆炸事件等等,其實來自於太空中的威脅始終存在,只是由於人類個體壽命有限,沒有意識到罷了。

我們的地球可謂是太陽系中的一個幸運兒,生來就戴著光環,住在宜居帶上,適宜的光照條件、豐沛的水資源讓生命得以誕生。月球是地球的第一道天然屏障,幸運的話,會抵禦那些準備撞向地球的天體,幾率雖然小,但是一旦碰巧一顆非常大的天體,本來要撞向地球的,恰好月球運行到地球的正面,化解了地球生命大滅絕的危機。

再離遠一點看,木星是地球的更大的保護傘,任何闖入太陽系的天體,或者是本身就在太陽系裡四處亂竄的天體,如果經過了木、土等大引力天體的附近,都得被吸過去,這樣,太陽系就比較平靜了。

太陽系在圍繞著銀河系中心運轉,運轉一圈都得需要2.25億年,人類個體的壽命,往大了點說,就是區區百年而已,所以,才會有這種錯覺。


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