文章來源：格致論道講壇
“
地球、月亮還有人類的起源，我們要解答千百年來古人的這些疑問，只在地球上尋找是不夠的。
”
21：44
劉勇
中國科學院國家空間科學中心研究員
各位同學，大家好，我是來自中國科學院國家空間科學中心的研究員，劉勇。我分享的是關於
太陽系的那些事
。
在太陽系，
有很多很有趣、很好玩，也有很多值得同學們跟我們一起去探索去研究的事。
首先來看這張太陽系的圖，最裡邊是太陽，
繞著太陽轉的從裡到外的有水星、金星、地球、火星，然後再往外是木星、土星、天王星和海王星。
除了這八個比較大個頭的叫行星之外，
還有一些小個頭的，比方說在火星和木星之間有小行星帶。
在海王星以外，還有一個柯伊伯帶，這些都是由小天體組成的。
思想晚餐
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我們先來看看太陽，大家有沒有想過一個問題，
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為什麼太陽系這些行星不繞著地球轉或者不繞著木星轉呢？
有同學說，
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那麼現在我的問題來了，
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為什麼在太陽系中大家都很整齊地繞著太陽轉？
關於第一個問題，
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同學們如果不信，可以在班上找一個個頭特別大的同學，然後拉著他一起轉，最後你會發現是你繞著他轉而不是他繞著你轉。
這就是為什麼大家都繞著太陽轉。
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我以前聽過一個說法，
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而且太陽存在到現在已經有幾十億年了，
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後來發現太陽上，
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這裡我給大家介紹一點，這個叫
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說起熱核反應、原子、分子，可能同學們都會覺得有點陌生。
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只是原子和原子之間發生反應，原子核是不動的。
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所以，太陽到目前為止還一直在發出光和熱，它上面的熱核反應還沒有停止。
我們也不用擔心，太陽會馬上消失，太陽的能量馬上會枯竭，這都不會的。
我們地球上人類也用同樣的方法制作出了氫彈，氫彈的爆炸瞬間能產生出巨大的能量。
也有同學問，
為什麼行星繞著太陽轉？
咱們就用熱核反應，利用氫彈能量。
為什麼行星繞著太陽轉？
。
氫彈是所有的能量在一瞬間產生，這個時候的能量是不可控的，而我們需要可控的就是讓它慢慢地一點一點地把能量發出來。
我們要停下來的時候，還可以讓它停下來，這就是可控熱核反應。
人類的科學家們，現在還在繼續研究，
為什麼大家都繞著太陽轉？
但是到目前為止，我們還沒能做到，我們只能更好地利用太陽能。
我經常說，
如果繞著地球轉，就叫地球系而不叫太陽系了。
太陽是一顆會發光的恆星，很多同學可能都知道恆星是會自己發光的。
大家都知道太陽的能量是來自於太陽內部的熱核反應，
為什麼大家都繞著恆星轉？為什麼太陽它就是一顆恆星？太陽系不可以有第二顆恆星嗎？
劉慈欣的《三體》小說裡講過了在它們那個星系裡，有三個恆星相互之間繞著，誰也搞不清楚是誰繞著誰轉。
科學術語叫光球層。
光球層的溫度是多少？
我給大家的回答是因為太陽足夠重，相比較而言，太陽是整個太陽系裡面最重的天體。
大家不要擔心，再往外太陽周圍的大氣有幾十萬度到一百萬度。
科學家把這一層叫日冕，同學們如果有興趣看到日食的照片，就會看到很清晰的日冕。
日冕的溫度是幾十萬度甚至到幾百萬度，
因為太陽重，所以它的引力就特別大，是它拽著別人、主導著別人，其餘的行星都繞著它轉。
為什麼會這樣？
還有一個問題，為什麼恆星自己會發光呢？
有人懷疑太陽上是不是在燒煤？
太陽那麼大個火球那得用多少煤啊？
所以有人就做過計算，說這得燒好多好多噸的煤。
如果是在燒煤的話，太陽上的煤早就已經燒光了，那麼太陽的熱和光從哪裡來？
熱核反應。
其實就是組成物質的基本的元素叫原子，通常我們說的化學反應，比方說煤的燃燒它是化學反應。
講完太陽，我們再回過頭來看太陽系。
熱核反應是原子核也會發生變化，兩個小個頭的原子核擠在一起變成一個大個頭原子核，同時還會產生能量。
如果我們把太陽系看作一個班的話，
這就是太陽上能量的來源，這個產生的能量效率非常高，只需要一點點，可能就頂得上幾噸煤的量。
坐在後排的是四個大個子同學，
我們能不能用這個能量來發電？
我們後排的四個大個子同學有個專有名詞叫
發電，我們需要很好地控制它
類木行星跟前面的四個小個同學有很明顯的區別，這四個同學個頭都特別大。
即使個頭最小的天王星、海王星 ，
也許有一天我們就能夠實現熱核反應，就能夠實現地球上有取之不竭、用之不盡的能量。
木星有1300個地球那麼大，同學們總覺得這個數字不好記，我告訴大家一個方法。
太
木星跟太陽相比，木星雖然有1000個地球那麼大，但木星跟太陽相比木星還是比太陽要小的多。
陽像一個油炸冰淇淋。
雖然木星有1000多個地球那麼大，
但
大家可以想像一下，
是太陽表面就是我們看到的那一個太陽的表面。
我們這裡看的是木星和地球的比較，木星還有一些很好玩的特性，比方說木星叫氣態行星。
而後面這幾個大個子，
光球層的溫度大概是6000度已經很高了，大家說這個怎麼會是油炸冰淇淋？
它的所謂氣態行星跟地球相比，地球有個岩石表面，咱們都站在這個岩石表面上。
所以太陽就像一個冰塊放在熱油裡一樣，因此叫油炸冰淇淋。
有些人可能就會問，我知道地球有大氣層，但是地球為什麼不叫氣態行星？
太陽的能源來自於太陽內部，為什麼會形成這樣一個油炸冰淇淋的結構？
到目前為止，科學家也沒有一個完整的答案。
從這個圖上還可以看出來木星的內部結構，
思想晚餐
往裡，
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再往裡，木星還有一個核心，我們現在猜測可能有鐵，有這樣一些東西在裡頭。
但是到底是什麼？科學家現在也無法知道。
所以，
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木星這個
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很少聽說過一個颱風持續兩三個星期或者超過一個月的。
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為什麼？到目前為止也還是個謎，也等著同學們去探索。
木星因為個兒大，所以它周圍有些小兄弟。
比方說這是木星最早發現的叫
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再往外一顆叫歐羅巴，
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我們把地球的含水量和木衛二的含水量對比，可以看到地球的個頭比木衛二要大很多，但是它們的含水量是差不多的。
在
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這也等著我們去探索。
其他的氣態行星都是這樣的，有氣態、個頭大這樣兩個特點，當然它們周圍還有一些衛星土星有環。
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所以我們說
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我接下來就給大家講類地行星，
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這就意味著要處在宜居帶裡頭，所謂宜居帶就是在這個星系裡的溫度，正好能夠存在液態水。
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我們首先來看水星，
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實際它還有個特點，因為它靠太陽近，所以它幾乎被太陽鎖定住了。
這裡鎖定住的意思，就是說它的自轉非常慢，
太陽系中的小兄弟
這就造成了水星上一面長期照著太陽，而另外一面長期照不到太陽，形成了兩種極端的溫度。
一個是特別的熱，另外一面特別冷。
太陽系中的小兄弟
這就造成了水星上，不可能有生命的存在，在這麼惡劣的環境中，我們再來看金星。
太陽系除了太陽以外，還有這些小兄弟。
我告訴大家那是錯的，那是一個翻譯錯誤。
有的老師直接翻譯說The brightest star is 天狼星，
這個班上有太陽就是老師，坐在最前排的有四位同學，水星、金星、地球、火星。
我們在地球上看到最亮的星星絕對是
木星、土星、天王星、海王星。
，而且
類木行星。
金星有一個特點就是它表面非常熱，為什麼呢？
因為金星周圍有厚厚的大氣，像蓋了一層厚厚的被子，所以表面非常熱。
也因為周圍的大氣的密度非常高，有很高的大氣壓，所以金星更像一個超級大的高壓鍋。
它們個頭實際上差不多都有60多個地球那麼大，而其中最大個頭的就是木星。
我們不能排除金星上有生命的可能，
如果把木星放在這裡的話，要摞10個地球才跟這個木星差不多高。
我們最早是希望火星上有生命。
我們要在這邊摞10個木星才跟一個太陽差不多高，所以我想這樣大家可能都記住了。
然後再看到火星還有一些道道就類似運河，推測火星人修了運河就把南北兩極冰蓋的水引到赤道地區，供那裡的人們飲用。
等我們真正到達火星就發現
但是木星有點虛胖，它只有300多個地球那麼重。
木星的體積是1300個地球，但它的重量只有300個地球那麼大，所以它有點虛胖，它的密度不如地球。
除了個子大以外，它們都是氣態的。
火星的南北兩極甚至可以達到零下100多度，在火星這樣的環境，現在我們懷疑有可能有生命存在。
但是也是那種非常簡單、非常原始的生命，就像細菌、病毒一樣的，不會是像我們人類這種高等級的生命，也不會有火星人。
我們都生活在地球上，這個岩石表面叫地殼，但是木星周圍的外層是一團厚厚的大氣。
第一是地球大氣層非常的薄相比地球的半徑有6400公里，地球大氣層也就只有100公里，基本上是小於10%，小於十分之一的木星的大氣。
火星為什麼會失去了水？火星的大氣又是怎麼演化變成現在這樣的？
木星周圍的氣態成分接近木星半徑的三分之一到四分之一。
除了火星以外，我們還有小行星帶還有柯伊伯帶。
大家看這個小行星帶，小行星帶其實很有意思。
我覺得小行星帶它就是一些碎石，如果我們把地球看成岩石星球的話，那小行星帶就是一些比地球這樣的星球要小的天體，甚至有些小得多，比方說幾十公里甚至有幾公里，甚至只有幾百米。
像一個雞蛋，它外面有一層蛋殼是大氣。
因為小行星帶儲存了它在太陽系，剛剛形成之初的一些資訊，
有液態的液氫，相當於雞蛋的雞蛋清。
就是在太陽系的形成過程中，
關於木星還有很多很有趣的謎，而其中有一個謎就是這個大紅斑。
沒有機會給它們聚在一塊兒，
大紅斑存在已經有數百年之久了。
所以我們要尋找太陽系的起源，
地球上的風暴就是颱風，颱風持續的時間，通常也就是一個星期左右。
我們經常讀一首詩：
木星上的風暴已經持續了幾百年的時間了，自從發現時候它有時會變淡一點兒，有時候會加深一點兒，它會有這種變化，但是一直就在那裡，而且在同一個位置。
伽利略衛星，靠它最近的是伊奧，紅紅的。
我們還要去更遠的地方去探索，說到更遠的地方，前一段時間有報道，我們已經有一艘飛船飛出了太陽系。
我來告訴大家不是這樣的，還沒有飛出太陽系，它也就飛到了離地球大概100個天文單位的地方。
事實上這個邊界是太陽風的邊界，是太陽發出的蒸汽。
我們就把它叫蒸汽好了就只是飛出太陽風的邊界，
它上面有火山，而且還時不時會爆發。
還有一個離地球幾萬，甚至接近十萬個天文單位的地方叫奧爾特雲。
而奧爾特雲也匯聚著很多小的星體，這也是太陽系的一部分，
歐羅巴的名字，聽起來有點像歐洲人名字，但是歐羅巴里面含有大量的水。
所以我們現在還活著的人類都看不到，我們還需要技術的進步才可能
木衛二厚厚的冰層下面有很大片的地下湖，有科學家懷疑就在木衛二的湖泊裡，有可能存在著生命的跡象到底有沒有，現在還是個謎。
宇宙很廣大，我們所生活的太陽系只不過是銀河系中的諸多星系中的一個。
我們現在探索的範圍也就僅僅是太陽系中的一部分，當然我們能夠用天文望遠鏡看到銀河系，甚至能看到銀河系以外。
天王星它的最大的特點是它躺著轉，它的自轉軸是平行於這個黃道面，其他的都是垂直或者接近於垂直這個黃道面。
謝謝大家！