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大历史，小世界：从大爆炸到你 [:1700873092]
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大历史，小世界：从大爆炸到你 第5章 临界点4：地球和太阳（46亿—35亿年前）
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从现在开始，我们的宇宙故事慢慢变成了局限于地球的历史。虽然宇宙中其他地方或许也存在着生命，但目前已知唯一有生命存在的地方就是地球。那么，到底是地球的哪些特点，让生命在此诞生呢？
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前几章中，我们了解到，亚原子粒子总是处于运动中。在本章，我们会认识到，更大尺度上的物体也总是处于运动中。打个比方，世间万物都在心醉神迷地舞动着。请系好你的安全带，再打个比方。
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我们居住的行星——地球，绕地轴自转，赤道上的速度可达每小时1600千米（1000英里）。（计算方法是：用地球赤道周长4万千米除以24小时等于赤道自转速度。）地球还以每小时10.6万千米（6.6万英里）的速度绕太阳公转，同时，地球还与太阳和太阳系的其他行星一道，绕银河系的中心旋转，速度为每小时79.2万千米（48.3英里）。太阳系绕银河系一周，大约需要2.25亿年的时间，有人称其为“银河年”。太阳和地球形成后，我们已经绕银河系中心旋转了约20周。
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太阳的形成
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人类居住的行星叫地球，地球绕太阳这颗恒星公转。银河系中有上千亿颗恒星，太阳只是其中一颗。那么，太阳到底处在银河系的什么位置呢？太阳绕银河系中心的黑洞旋转的轨道在哪里呢？
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还记得吧，银河系结构是经典的扁平圆盘状的星系结构，中间凸起，而且中间可能有一个黑洞。星系盘还有恒星、气体和尘埃组成的旋臂，向外伸出，产生一种螺旋状的效果。太阳就坐落在银河系的一个旋臂上，并非位于星系盘所在的平面上，大约在其上方20光年处。
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天文学家将星系中适宜生命存在的区域称为“宜居带”，这里距银河系中心既不太近，也不太远。太近，超新星爆发频繁，会破坏行星；太远，超新星爆发太少，生命产生所必需的更重的元素也就无法形成。
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太阳连同其行星称作太阳系。它的形成是由于引力将银河系这片宜居带中的一大片松散、旋转的物质云团集聚在了一起。这个物质的云团从何而来？
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你猜对了吗？由于地球上存在最重的自然元素——铀，因此我们可以推断，最初形成太阳系的原子云团，一定来自附近的某次超新星爆发，因为只有超新星爆发才能形成像铀这样的重元素。用拟人手法描述的话，这颗假想中的超新星就是我们的“老祖奶奶星”。
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引力将物质云团拉得越来越紧密。大约100万年后，中心温度越来越高，氢原子开始发生核聚变，形成氦。太阳像恒星一样开始燃烧起来，当时的亮度比现在暗25%～30%。这一系列事件大约发生在45.68亿年前。
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今天的太阳是一颗常见的中年恒星，其正式分类属于“黄矮星”。太阳看起来比其他恒星要大，是因为太阳离地球比离别的恒星近得多——平均只有1.5亿千米（9300万英里）。（地球绕太阳公转的轨道是椭圆形的，所以这个距离并不固定。）太阳光到达地球平均需要8分18秒，而距离我们最近的另一颗恒星的光到达地球，则需要4年多的时间。
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月球是地球的卫星，本身不发光。月球反射太阳的光，反射的光从月球表面到达地球需1秒多一点。虽然月球比太阳小得多，但二者看上去大小差不多，这似乎有点奇怪。之所以这样，是因为太阳虽然比月球大400多倍，但是它离地球也比月亮远得多。
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太阳燃烧自己，给整个太阳系输送能量。每秒钟，太阳把自身500万吨的物质转换成能量，以光的形式释放出来。太阳很大，已经以这样的速率燃烧了45.68亿年，未来燃料耗尽之前，差不多还能燃烧这么久。
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在20亿年后，太阳的亮度会比现在高15%左右，而地球表面的温度，也会比现在高很多，大约相当于现在金星表面的温度。太阳之所以越来越热、越来越亮，是因为随着氢融合成氦，太阳核心的氦越来越多。氦比氢密度大，因此氦会施加更大的压力，使温度升高。更高的温度导致氢变成氦的核聚变反应加快，释放能量的速率也就加快，这使得太阳的亮度增加。
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在30亿～40亿年的时间里，太阳将会耗尽上面的氢。接下来它会开始燃烧氦，并开始膨胀。其外层可能膨胀到地球轨道的位置。从现在起40亿～50亿年后，太阳会爆炸，喷射出碳原子，坍缩成一颗白矮星。再往后，它冷却成一颗黑矮星，不再释放能量。太阳体积不够大，不会成为超新星。
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行星的形成
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太阳和它的行星几乎是同时形成的，这发生在约45.68亿年前。旋转的云团中，并非所有物质都陷入中心形成了太阳，大约有1‰的物质，继续在一个圆盘里绕着正在形成的太阳旋转。为什么太阳的引力没有把它们都吸引过去呢？没有人能给出完善的答案。或许是旋转的圆盘的惯性，有驱使物质远离中心的倾向吧。
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太阳开始燃烧后，会释放出辐射和粒子，就像风一样，这种现象叫作“恒星风”，也叫“金牛座T型风”。恒星风将气体云从内部的微星（婴儿期的行星）周围吹开，最终形成了太阳系内部的4颗岩态行星，从太阳向外依次排列为：水星、金星、地球和火星。4颗行星形成后，绕太阳公转，引力将附近的物质吸引过来，这样就把轨道附近的物质清理干净了。天文学家称这个过程为“吸积”：大块物质与行星相撞，随后与之聚集在一起，使行星体积不断增大。接下来的时间里，行星继续“吸积”，但速度比形成阶段慢了许多。
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太阳系外围的温度始终低于靠近内部的部分，这使得更轻的化学元素可以凝结在一起。最终，太阳系外围出现4颗大的气态行星：木星、土星、天王星和海王星。虽然这4颗行星大部分是由冰冻气体构成的，但它们都有较重元素构成的核。
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从1930年被首次发现，直到2006年，冥王星一直被看作太阳系的第9颗行星。但是，现在人们将它视作矮行星，它的体积太小，无法清理掉其他天体碎片而形成自身的轨道——这一点被视作真正的行星的标准。冥王星的体积仅是地球的卫星——月球的2/3。
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太阳系
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从左向右数，地球是距离太阳第三远的行星。除了天王星之外，其他行星的自转轴差不多都是垂直的。这幅图不是按比例绘制的。
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