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星云假说（第1页）

星云假说

最成功的太阳系理论是从18世纪的星云假说开端的。1796年，法国数学家拉普拉斯认为，有一个庞大的原始高温的气态星云在空间里缓慢地转动，它的体积比现在的太阳系大好几倍。在逐渐冷却的过程中，星云的体积减小，密度加大，导致转动加快，离心力随之增加。这个过程就好像冰上舞蹈演员在旋转时双手上举，身体的转动越来越快的情景。离心力的增加使星云变成了扁平的盘状。当边缘物质的离心力大于中心的吸引力时，就会从边缘自外而内分出一个个圆环来。

每一个环里的物质并不均匀，大的凝团吸引小的尘埃，如同滚雪球一样越聚越多，逐渐发展成行星。而围绕着行星又重复着同样的过程，从而形成了卫星。星云假说成功地解释了行星的运行及其轨道的规律，密度的不一致现象等，所以在产生后的一个多世纪里为人们广泛接受。

但是假说产生的年代对宇宙的探索还很不深入，因此对太阳系产生的描述过于简化。特别是后来人们又发现了一些太阳系运转的规律，例如有些卫星的逆行和角动量分配不平均等问题。角动量是指物体的角速度与旋转半径的乘积，当没有外力作用时，物体的角动量是守恒的。前面我们举的旋转的冰上舞蹈演员的例子就是角动量守恒的，在她旋转开始时，双臂张开，旋转速度不是很快；但当她将双臂收拢，她便转动得更快了。而在太阳系中，太阳的质量虽然远远超过行星们质量的总和，太阳的角动量居然只有全太阳系的2％，也就是说，位于中心的是旋转极慢的庞大的太阳，在离中心很远的地方旋转着角动量很大的诸行星。按照星云假说预测，太阳的自转周期应该在12小时左右，然而观察的结果却是26天。显然太阳的角动量太小了，星云假说无法解释这个现象。20世纪60年代，英国天文学家霍伊尔和法国天文学家沙兹曼开始拯救星云假说，他们提出，物体的角动量可以通过带电粒子在磁场中运动的方式来转移给其他物体。他们认为，原始太阳演化早期，存在很强的磁场，热核反应使太阳发出电磁辐射，使周围圆盘状的气体电离，产生的带电粒子将太阳的角动量大量地转移给外围的圆盘气体，使之角动量增加而向外扩展。太阳由于不断地失去角动量而转速越来越慢。这种说法使星云假说重新赢得了支持者。