主講人簡(jiǎn)介

趙 君亮：中科院上海天文臺(tái)原臺(tái)長(zhǎng)，研究員。發(fā)表多篇天文學(xué)術(shù)著作，同時(shí)致力于天文科普事業(yè)，亦有多篇天文科普著作問(wèn)世。

內(nèi)容簡(jiǎn)介

這個(gè)講演的題目就叫做《尋找“丟失”的行星》，大家注意到這個(gè)“丟失”是打引號(hào)的，實(shí)際上并不是丟失的。那么我這個(gè)講題下面分四個(gè)內(nèi)容：第一怎么樣找到小行星，所謂“丟失”的行星就是小行星，怎么樣找到小行星的過(guò)程。第二就是小行星的基本情況。第三小行星它是怎么樣形成的？它到底怎么來(lái)的？第四也許是大家最感興趣的，這個(gè)小行星如果撞到地球上來(lái)怎么辦？對(duì)我們有沒(méi)有威脅？

我們?yōu)槭裁匆疫@個(gè)“丟失”的小行星呢？因?yàn)樗赡芡{地球。剛才我們講了大部分小行星挺好，它都在小行星帶，在木星和火星的軌道中間。那么我們地球的軌道是在火星軌道之內(nèi)，所以它不會(huì)碰到我們。但是的確有一部分小行星它的軌道比較扁，它會(huì)轉(zhuǎn)到地球軌道之內(nèi)來(lái)，這個(gè)叫做近地小行星。那么它要是撞上來(lái)怎么辦？我相信很多人看過(guò)科學(xué)幻想電影，叫《天地大沖撞》。在未來(lái)的某一年天文學(xué)家算出來(lái)了，有一顆小行星在多少年以后就要撞上地球，其后果不堪設(shè)想。于是就從總統(tǒng)開(kāi)始，聯(lián)合全世界的科學(xué)家就要想辦法對(duì)付它。最后這個(gè)電影里面，就派了一個(gè)宇宙飛船，就到了這個(gè)小行星，然后在那里挖洞，然后把核彈就塞在里面去，要把它炸碎掉。最后這幾個(gè)宇航員回不來(lái)了，他們就獻(xiàn)身了，回不來(lái)了。結(jié)果這一炸呢，有一點(diǎn)效果了。這個(gè)小行星一炸兩個(gè)，一塊大的沒(méi)撞上來(lái)，偏過(guò)去了。一塊小的還是撞上來(lái)了，這塊小的，從電影畫(huà)面里面這塊小的比大的要小得多。這個(gè)小的撞在海洋里，結(jié)果浪過(guò)來(lái)，整個(gè)紐約很快就掃平。這里面還有一些愛(ài)情故事，但撞擊很可怕。那么這個(gè)事情到底會(huì)不會(huì)發(fā)生？這個(gè)發(fā)生到底有多可怕？我們有沒(méi)有辦法對(duì)付它，這個(gè)必須是考慮的。

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這個(gè)講演的題目就叫做《尋找“丟失”的行星》，大家注意到這個(gè)“丟失”是打引號(hào)的，實(shí)際上并不是丟失的。那么我這個(gè)講題下面分四個(gè)內(nèi)容：第一怎么樣找到小行星，所謂“丟失”的行星就是小行星，怎么樣找到小行星的過(guò)程。第二就是小行星的基本情況。第三小行星它是怎么樣形成的？它到底怎么來(lái)的？第四也許是大家最感興趣的，這個(gè)小行星如果撞到地球上來(lái)怎么辦？對(duì)我們有沒(méi)有威脅？

那么我們現(xiàn)在開(kāi)始講第一個(gè)，就是小行星的發(fā)現(xiàn)過(guò)程。在這個(gè)之前呢，我想給大家說(shuō)一下，在太陽(yáng)系里面的幾類(lèi)天體，怎么區(qū)分？什么叫行星？什么叫小行星？什么叫彗星？什么叫流星？首先我們把行星提出來(lái)，所謂行星是指太陽(yáng)系里面繞著太陽(yáng)公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的主要天體。或者說(shuō)是水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星、冥王星，這九顆大行星的綜合。那么行星又稱(chēng)大行星，實(shí)際上這個(gè)名字就是因?yàn)楹髞?lái)發(fā)現(xiàn)小行星，我們的中文名字才有大行星一說(shuō)。那么我們現(xiàn)在看小行星，太陽(yáng)系里面除了大行星以外可以說(shuō)統(tǒng)稱(chēng)為小天體。那么我們?cè)趺磥?lái)區(qū)分這些小天體？首先小行星，我把小行星和彗星都放在一起對(duì)比，小行星是沿橢圓軌道運(yùn)動(dòng)的，而且這個(gè)橢圓是不太扁的。而彗星通常是沿著比較扁的橢圓軌道，甚至是拋物線，或者是雙曲線，就是這個(gè)扁的橢圓軌道一直扁下去，扁到最后它就等于拋物線。然后拋物線甩開(kāi)去就是雙曲線，所以這個(gè)是小行星和彗星的差別。

第二個(gè)差別，小行星是不大容易揮發(fā)出物質(zhì)的，它就是一塊石頭這樣的東西。而彗星在接近太陽(yáng)的時(shí)候，它有氣體物質(zhì)揮發(fā)出來(lái)，這是它們很大的區(qū)別。那么所謂小天體是指質(zhì)量小，不是指體積小。那么這個(gè)就是用空間探測(cè)器拍到的小行星，大家看這里有個(gè)比例尺，這個(gè)比例尺是20公里，那么可見(jiàn)這個(gè)小行星之小。這幾個(gè)小行星尺度我們就不能講直徑了，因?yàn)樗皇且粋€(gè)球，它的尺度不超過(guò)幾十公里，或者不大于一百公里。那么除了這兩類(lèi)小天體以外，還有一類(lèi)更小的小天體，就是叫做流星體。我們通常說(shuō)的流星是流星體闖入地球大氣，流星體的速度可以高達(dá)每秒鐘10公里到70公里。這個(gè)速度很快的，每秒鐘十公里已經(jīng)是子彈出槍口速度的十倍。子彈出槍口的速度大概每秒一公里，如果每秒七十公里那就更快，那么這個(gè)高速闖入地球，就和地球的大氣發(fā)生摩擦，然后它就發(fā)熱、燃燒、發(fā)光。這條光跡稱(chēng)為流星，所以流星和流星體是兩個(gè)完全不同的概念，流星體是一塊東西，流星是一個(gè)現(xiàn)象。

大家可能聽(tīng)到獅子座流星雨，一大批流星在一個(gè)短的時(shí)間內(nèi)同時(shí)進(jìn)入了大氣層，那就會(huì)形成所謂流星雨，那是比較漂亮的。那么小行星和流星體的主要區(qū)別就是流星體更小，小行星、彗星、流星體統(tǒng)稱(chēng)為太陽(yáng)系的小天體。這是一張流星照片，你看這個(gè)流星劃過(guò)天空，下面是一些村莊、水。這是一顆火流星，流星中間特別明亮的稱(chēng)為火流星。你們都看過(guò)《三國(guó)演義》，對(duì)不對(duì)？諸葛亮死的時(shí)候，司馬懿夜觀天象，然后說(shuō)一顆星星劃過(guò)天空，他說(shuō)孔明必死無(wú)疑。然后他就大舉進(jìn)攻了，他就怕諸葛亮。古人就是說(shuō)天上掉下一顆流星，地上死了一個(gè)人。那么這個(gè)人官做得越大，這個(gè)流星就越大。這都是無(wú)稽之談，這個(gè)就是火流星，最亮的火流星如果白天出現(xiàn)可以比太陽(yáng)還亮。那么這是流星雨的繪畫(huà)，請(qǐng)注意，我特別說(shuō)明，這是繪畫(huà)。沒(méi)有這樣的流星雨，這么密密麻麻的。所以你們不要相信報(bào)紙上講流星雨出現(xiàn)的描述，這是一種夸張的手法，主要對(duì)這種東西沒(méi)有做一個(gè)詳細(xì)說(shuō)明。我給你們看張照片，這張是流星雨的照片，這是真實(shí)的。這里就沒(méi)有幾顆流星了，這里有幾條，而且這張照片必須要拍幾分鐘，在一瞬間之內(nèi)可能就有一條。但是你在一分鐘之內(nèi)，它可能出現(xiàn)十條。這就相當(dāng)好看了，你如果曝光十分鐘，那你可能有幾十條，就合成這么一張照片。所以越是漂亮的流星雨照片你們?cè)降锰岣呔?。那么這里我提出某種科學(xué)研究的一種思路，有的時(shí)候有些數(shù)字或者有些圖像比較奇怪，它表現(xiàn)出一種有趣現(xiàn)象，但是找不到這種道理，然后有人就拼命去想，沒(méi)有道理也去想，往往會(huì)得出一些你想像不到的結(jié)果。

18世紀(jì)下半葉，哥白尼這個(gè)日心說(shuō)已經(jīng)確立了地位，牛頓的萬(wàn)有引力定律已經(jīng)建立。當(dāng)時(shí)已經(jīng)知道了六顆大行星，包括地球在內(nèi)，水星、金星、地球、火星、土星、木星，它的運(yùn)動(dòng)規(guī)律已經(jīng)全部掌握好了。你們看看，我們來(lái)說(shuō)一下這個(gè)情況，現(xiàn)在我們以地球到太陽(yáng)的平均距離為一個(gè)天文單位，這個(gè)大概等于1.5億公里，我們來(lái)量一下這六顆行星到太陽(yáng)的距離，你們看：水星0.39，金星0.72，地球1，火星1.52，木星5，土星9.54，這個(gè)數(shù)字有規(guī)律嗎？沒(méi)有規(guī)律，一個(gè)比一個(gè)大。還有什么規(guī)律嗎？看不出什么規(guī)律，對(duì)吧？有人就是動(dòng)腦筋，就是這個(gè)人，這個(gè)人叫提丟斯，德國(guó)人。1766年，我們對(duì)他說(shuō)得好聽(tīng)，他就是科學(xué)精神，說(shuō)得不好聽(tīng)就是挖空心思，他就在想，這個(gè)數(shù)字怎么來(lái)的？他就想出這么個(gè)辦法，從3開(kāi)始寫(xiě)出一串?dāng)?shù)，每一個(gè)數(shù)比前面數(shù)大一倍，然后前面再添一個(gè)零，就這個(gè)0、3、6、12、24、48、96、192，對(duì)不對(duì)？這是一串?dāng)?shù)，沒(méi)什么道理的，完全沒(méi)道理的，這個(gè)你也不是幾何奇數(shù)對(duì)不對(duì)？零拿掉是幾何奇數(shù)，零放上去又不成幾何奇數(shù)。然后把這些數(shù)字都加上一個(gè)4，那就變成下面這排，4、7、10、16一直到196，妙的就在后面，然后他把所有的數(shù)字都除上10，然后這個(gè)奇怪的現(xiàn)象發(fā)生了，他把剛才我講的行星到太陽(yáng)距離的天文單位的數(shù)字放上去。你們看這個(gè)數(shù)字簡(jiǎn)直太妙了，這個(gè)是提丟斯數(shù)組，0.4，0.39、0.7、0.72，地球當(dāng)然是1，這個(gè)是1.6，1.52這里缺了一塊，然后是木星5.2，這個(gè)土星是9，這個(gè)是10，然后這個(gè)是天王星當(dāng)時(shí)沒(méi)發(fā)現(xiàn)，你們看這個(gè)現(xiàn)象很怪，他就這么動(dòng)腦筋，動(dòng)來(lái)動(dòng)去，就找出這個(gè)數(shù)字。這個(gè)數(shù)字就叫提丟斯數(shù)組，居然和行星到太陽(yáng)的距離很相像。然后提丟斯注意2.8這個(gè)地方，少了一個(gè)星，所以我們說(shuō)尋找“丟失”的行星，這個(gè)2.8，按照他的數(shù)組應(yīng)該有顆星，這沒(méi)有，他沒(méi)吭聲。

那么后人差不多同時(shí)代的人波得，他在1772年就公布提丟斯的發(fā)現(xiàn)，并且他就聲稱(chēng)這個(gè)地方應(yīng)該有顆行星。這個(gè)就是我們前面講的一串有趣的數(shù)字，奇怪的數(shù)字，居然有一個(gè)地方不符合他的規(guī)律，他就大膽預(yù)報(bào)這里有一顆星，這件事情就稱(chēng)為提丟斯-波得定則。妙了！1781年，赫歇耳，赫歇耳是一個(gè)德國(guó)籍的英國(guó)天文學(xué)家，他原來(lái)是音樂(lè)家，搞音樂(lè)的。他發(fā)現(xiàn)了天王星，是偶然情況下發(fā)現(xiàn)天王星。大家注意，我們現(xiàn)在知道九大行星，前面幾顆行星是沒(méi)有辦法說(shuō)誰(shuí)發(fā)現(xiàn)的，就知道了。真正說(shuō)到發(fā)現(xiàn)的是天王星、海王星、冥王星，因?yàn)槿祟?lèi)老早就知道什么水星、金星，你查是哪一個(gè)人發(fā)現(xiàn)的，談不上發(fā)現(xiàn)。當(dāng)時(shí)1781年赫歇耳發(fā)現(xiàn)了天王星，結(jié)果他到這個(gè)太陽(yáng)的距離居然是19.2天文單位，而提丟斯數(shù)組下面，已經(jīng)有這個(gè)數(shù)字。還沒(méi)有發(fā)現(xiàn)天王星，這個(gè)數(shù)字19.6，那么這個(gè)事情就更加奇怪了，對(duì)不對(duì)？所以這個(gè)就變得非常奇妙了，于是就有人企圖找這顆星。1785年天文學(xué)家查哈，他試圖組織力量要找這顆“丟失”的行星，這顆星到底有沒(méi)有？1806年9月查哈和另外五個(gè)天文學(xué)家，他們自己的原文，把它翻成中文就是：他要組織一次叫天空警察支隊(duì)，以跟蹤和捕獲太陽(yáng)系中逃亡的子民，要把它抓住。他希望要找一個(gè)有名的觀測(cè)家，意大利的天文學(xué)家皮亞齊來(lái)參加尋找。這個(gè)要用望遠(yuǎn)鏡，對(duì)不對(duì)？要有經(jīng)驗(yàn)，隨便講講沒(méi)有用的。他們還沒(méi)有找到皮亞齊，皮亞齊已經(jīng)發(fā)現(xiàn)這顆星了。這個(gè)發(fā)現(xiàn)呢，是有點(diǎn)偶然性，你們學(xué)過(guò)哲學(xué)，偶然中間有必然。他并不是觀測(cè)去找這顆星，他是在編一份星表，那么他就要大量觀測(cè)，他發(fā)現(xiàn)有一顆小星，在其它恒星中間的位置每天是不一樣的。恒星之間的位置是大體上不動(dòng)的，你過(guò)十年、二十年它不會(huì)動(dòng)的，比如三顆星組成一個(gè)三角形，明天還是個(gè)三角形，后天還是個(gè)三角形。但這顆星今天在三角形這個(gè)地方，明天到這個(gè)地方，后天到這個(gè)地方，在移動(dòng)。那么他以為是彗星，他連續(xù)觀測(cè)了6個(gè)星期，生病了。生病當(dāng)然不觀測(cè)了，但是他沒(méi)有算出這顆行星的軌道，所以他生病完了以后，他再去觀測(cè)，找不到了。

然后他就寫(xiě)信請(qǐng)人幫忙，那么這個(gè)時(shí)候就是高斯，高斯是一個(gè)非常出名的數(shù)學(xué)家。他當(dāng)時(shí)已經(jīng)發(fā)明了一種辦法，現(xiàn)在我們知道，就是最小二乘法，只要有三次觀測(cè)，三次不同時(shí)間的觀測(cè)，就可以確立這個(gè)軌道。然后高斯就幫助計(jì)算，皮亞齊已經(jīng)觀測(cè)六個(gè)星期，他有一批觀測(cè)資料，高斯根據(jù)這個(gè)觀測(cè)資料就算出來(lái)軌道。這個(gè)軌道就在火星和木星之間，就是火星和木星的軌道之間有一顆星，算出來(lái)找就有目標(biāo)了。他開(kāi)始是偶然看到它，一算出來(lái)就開(kāi)始找了，按照預(yù)報(bào)的位置找了，很快找到，最起勁的那位天文學(xué)家查哈，他根據(jù)高斯的預(yù)報(bào)一下找到這個(gè)小行星，但是第一個(gè)發(fā)現(xiàn)的人是皮亞齊，所以這個(gè)命名權(quán)在皮亞齊那里，他把它命名為谷神星。這就是發(fā)現(xiàn)的第一顆小行星。

奧伯斯曾經(jīng)做過(guò)醫(yī)生，他在一個(gè)偶然的機(jī)會(huì)，發(fā)現(xiàn)了第二顆行星，后來(lái)命名為智神星，比谷神星稍微小一點(diǎn)。一算這個(gè)軌道，這兩顆行星的軌道很接近。那么就要思考了，所以?shī)W伯斯就有一個(gè)大膽的猜想，他認(rèn)為在提丟斯數(shù)組2.8的地方，原來(lái)可能是有一顆大行星，這個(gè)大行星爆炸，碎裂成小的行星。所以這里應(yīng)該不止兩個(gè)，應(yīng)該還有。而且它們既然是從一個(gè)地方爆炸的，那么這些小行星的軌道應(yīng)該在這個(gè)爆炸點(diǎn)都相交，對(duì)不對(duì)？某一個(gè)時(shí)候都會(huì)通過(guò)這個(gè)爆炸點(diǎn)，那么反過(guò)來(lái)說(shuō)如果我盯著這個(gè)爆炸點(diǎn)觀測(cè)，就去存心要找小行星，這個(gè)機(jī)會(huì)就比較大。你到處亂找，這個(gè)機(jī)會(huì)就比較小，不大容易找到?，F(xiàn)在有兩顆小行星，兩顆小行星軌道的交點(diǎn)就是爆炸點(diǎn)。然后他就守株待兔，這個(gè)奧伯斯有這個(gè)猜想以后，他就開(kāi)始觀測(cè)。就等在那個(gè)地方，等了三年。這個(gè)人精神夠好的，等了三年，守株待兔式的監(jiān)測(cè)。奧伯斯終于發(fā)現(xiàn)了另一顆小行星，就是灶神星。在他之前另外一位德國(guó)天文學(xué)家叫哈丁，他偶然發(fā)現(xiàn)了婚神星。那么小行星慢慢多了，人們就有興趣了，接下來(lái)有一段很長(zhǎng)時(shí)間的停頓。

科學(xué)家有一個(gè)考慮問(wèn)題的方法，一旦發(fā)現(xiàn)一種新的現(xiàn)象，或者一種新的天體。數(shù)量增多以后，他就開(kāi)始統(tǒng)計(jì)分類(lèi)，這個(gè)可以引出很多重要結(jié)論。結(jié)果發(fā)現(xiàn)這些小行星很少超過(guò)一百公里，幾十萬(wàn)顆小行星，大部分都不超過(guò)一公里，真是名副其實(shí)地小！然后把它們質(zhì)量全部加起來(lái)，還不到地球質(zhì)量的萬(wàn)分之四，或者說(shuō)不到月球質(zhì)量的三十分之一。你可想而知這個(gè)小行星雖然多，它的確非常小。那么小行星的運(yùn)動(dòng)情況怎么樣呢？就發(fā)現(xiàn)大部分小行星都在火星和木星的軌道之間運(yùn)動(dòng)，那么這一條帶稱(chēng)為小行星帶，或者稱(chēng)為主小行星帶，它的運(yùn)動(dòng)軌道都是一些不太圓的橢圓。但是的確有一部分少量的小行星，它的軌道略微扁一點(diǎn)。這一扁不要緊，一扁它這個(gè)軌道可能會(huì)到地球軌道之內(nèi)。也就是說(shuō)，這樣的小行星軌道，和地球的軌道有可能相交，那就意味著有可能和地球相撞。那么這一類(lèi)小行星就叫近地小行星，我們后面還要詳細(xì)地講。天文學(xué)家現(xiàn)在對(duì)近地小行星非常有興趣，那么這個(gè)就是小行星帶的示意圖，這個(gè)是小行星帶在太陽(yáng)系里面總體位置。不過(guò)他畫(huà)得太密了一些，沒(méi)那么多。隨著觀測(cè)技術(shù)的進(jìn)步，居然發(fā)現(xiàn)很小的小行星，它還有它的月亮，它有它的衛(wèi)星。月亮是我們地球的天然衛(wèi)星，小行星有它自己的衛(wèi)星。1978年6月7日，天文學(xué)家麥克馬洪發(fā)現(xiàn)，這顆大力神小行星編號(hào)是532號(hào)，它的直徑是243公里，還是比較大的，它有一顆衛(wèi)星直徑是45.6公里，這小行星和它的衛(wèi)星相隔不到一千公里。同年12月11日，又發(fā)現(xiàn)18號(hào)梅菠蔓小行星的衛(wèi)星，那么主小行星是137公里，它的衛(wèi)星是37公里，以后發(fā)現(xiàn)小行星衛(wèi)星的都有報(bào)道，但是有的很難證實(shí)。因?yàn)檫@個(gè)東西太小，那么怎么樣發(fā)現(xiàn)小行星的衛(wèi)星呢？你們想想看，離開(kāi)地球比如說(shuō)幾億公里，直徑只有幾十公里，這個(gè)東西太難發(fā)現(xiàn)。那么有這幾種辦法，一種是小行星掩星，什么叫小行星掩星呢？就是恒星在遠(yuǎn)方，小行星比較近，偶然一個(gè)機(jī)會(huì)小行星會(huì)把后面恒星的星光遮掉，這就叫小行星掩星。月亮也會(huì)掩星，就是月掩星。那么如果小行星有一顆衛(wèi)星和小行星沒(méi)有衛(wèi)星，這個(gè)遮的過(guò)程中間后面那顆恒星的光的變化情況是不一樣的。如果是單顆星，它的光就下去又上來(lái)。如果兩顆星，它可能下去一會(huì)兒，又下去一會(huì)兒，那么根據(jù)這個(gè)光度的變化就可以算出來(lái)這一顆小行星的衛(wèi)星。

第二你觀測(cè)小行星本身亮度的變化，這個(gè)衛(wèi)星不是繞著小行星轉(zhuǎn)嗎？如果這個(gè)衛(wèi)星跑到小行星前面，就把小行星的光要擋掉一點(diǎn)。這個(gè)小行星就會(huì)變得暗一點(diǎn)，這個(gè)也可以發(fā)現(xiàn)小行星的衛(wèi)星。另一個(gè)是空間探測(cè)，這個(gè)顯然是可以直接找到小行星的衛(wèi)星。比如說(shuō)1993年8月伽利略號(hào)航天器，它掠過(guò)一顆小行星叫艾達(dá)。它就發(fā)現(xiàn)它有顆衛(wèi)星。那么最有趣的是人們現(xiàn)在給小行星建人造衛(wèi)星，1996年2月17日美國(guó)發(fā)射了一顆叫妮兒的航天器，它從1999年1月起就成為愛(ài)神星的人造衛(wèi)星。這顆小行星很有名的，433號(hào)小行星，愛(ài)神星的人造衛(wèi)星，然后對(duì)這個(gè)小行星，愛(ài)神星進(jìn)行考察。

第三點(diǎn)，我要給大家說(shuō)一下，這個(gè)小行星，那么多小行星怎么形成的？就是說(shuō)小行星的起源問(wèn)題，太陽(yáng)系中有如此眾多的小行星，如何形成？如何演化的？那么歸納一下大體上有四種說(shuō)法，第一種是大行星爆炸說(shuō)，第二種是以提出人柯依伯命名的柯依伯假說(shuō)，第三種叫半成品說(shuō)，第四種彗星演化說(shuō)。我們一個(gè)一個(gè)介紹，在說(shuō)這個(gè)理論之前，我們要把小行星的觀測(cè)特征要說(shuō)一下，你任何一個(gè)理論，要能說(shuō)明問(wèn)題，才能成立。所以小行星的起源要能成立，它必須說(shuō)明小行星有關(guān)的觀測(cè)事實(shí)。那么把小行星的觀測(cè)事實(shí)稍微總結(jié)一下，大概有這么三條：第一它是繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的，它的數(shù)量很多，體積相對(duì)很小的，形狀絕大多數(shù)是不規(guī)則的。第二小行星的運(yùn)動(dòng)軌道絕大多數(shù)是一些不太扁的橢圓。第三大多數(shù)小行星位于小行星帶之內(nèi)。但是也有例外，這個(gè)例外的事情最討厭了，理論要解釋例外。首先我們討論一下大行星爆炸說(shuō)，那個(gè)就是前面我們講的奧伯斯的思想，他就認(rèn)為在提丟斯數(shù)組2.8這個(gè)位置上，原來(lái)就是有顆大行星。后來(lái)不知道什么原因，它爆炸了，炸碎以后這些小行星都各奔東西，那么它們大小都是不一樣的，形狀也是不規(guī)則的，就是今天我們看到的小行星。那么這個(gè)爆炸說(shuō)對(duì)于小行星不規(guī)則的這一點(diǎn)很有利，一炸就是炸得亂七八糟的，對(duì)不對(duì)？那么也的確有相當(dāng)一部分小行星它們的軌道是交于同一點(diǎn)的，即使你現(xiàn)在看到的小行星，它的軌道不交于同一點(diǎn)，也可能是因?yàn)樵谝院筮@個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程中間，受到其他天體特別是它附近木星、火星，這些大行星引力的干擾，它軌道變了，所以不交于同一點(diǎn)，這是一個(gè)學(xué)說(shuō)，那么它的問(wèn)題在于這個(gè)爆炸原因是什么，它為什么炸呢？始終沒(méi)法給出解釋?zhuān)偟馁|(zhì)量也太小，既然是炸的，這個(gè)質(zhì)量應(yīng)該不太小吧，所以這個(gè)它沒(méi)法解釋。

那么第二種學(xué)說(shuō)稱(chēng)為柯依伯假說(shuō)。這個(gè)人是一個(gè)美國(guó)籍的荷蘭天文學(xué)家，實(shí)際上他的思想就要回避爆炸說(shuō)里面，這個(gè)爆炸原因沒(méi)法解釋的這一個(gè)難點(diǎn)。他認(rèn)為在太陽(yáng)系演化過(guò)程中，太陽(yáng)系怎么演化呢？大概這么個(gè)情況，遠(yuǎn)在太陽(yáng)系形成之前，有一大團(tuán)星云，這個(gè)密度比恒星要低得多，體積要比現(xiàn)在的太陽(yáng)系大得多。它在自身引力的作用下就收縮，由于它有轉(zhuǎn)動(dòng)，所以收縮一定是變成扁的。它不會(huì)變成球，因?yàn)樗谵D(zhuǎn)，如果它不轉(zhuǎn)的話(huà)，它就是大的球變成小的球。因?yàn)樗谵D(zhuǎn)，所以它本來(lái)是一個(gè)球體，那就變扁，變成一個(gè)盤(pán)子一樣的。然后中心的物質(zhì)形成太陽(yáng)，邊上的物質(zhì)就慢慢慢慢形成行星，包括行星周?chē)男l(wèi)星，比如我們的月亮。這是太陽(yáng)系形成大體的過(guò)程，這個(gè)過(guò)程經(jīng)歷大概幾億年。那么柯依伯這個(gè)人就認(rèn)為在火星和木星軌道之間，它因?yàn)槟撤N原因它沒(méi)有能夠形成一顆大行星。就在太陽(yáng)系的演化過(guò)程中間，它沒(méi)有形成一顆大行星。而是生成了五個(gè)到十個(gè)比較小的原始行星，為什么叫原始行星呢？大體上意思就是還沒(méi)有冷卻下來(lái)的行星，是原始行星。那么這個(gè)原始行星在后來(lái)，因?yàn)閺奶?yáng)系形成到現(xiàn)在已經(jīng)五十億年了，這個(gè)過(guò)程中間，這些小的原始狀態(tài)的行星就互相碰撞，就碎掉了，就變成現(xiàn)在的小行星。那么其他地方呢，因?yàn)樯梢粋€(gè)大的行星，所以它沒(méi)有碰撞的問(wèn)題。比如地球，它就是球狀的，大體上是球狀的。那么這就是用他的理論來(lái)說(shuō)，今天我們看到那么多小行星是這么個(gè)過(guò)程形成的。所以實(shí)際上是對(duì)奧伯斯理論的一種修正，那么為什么爆炸這個(gè)難點(diǎn)就回避了。

那么第三種學(xué)說(shuō)是半成品說(shuō)，提出這個(gè)學(xué)說(shuō)包括我們國(guó)家已故的著名天文學(xué) 家戴問(wèn)賽 先生，他是這樣想，他的學(xué)說(shuō)是這樣講：太陽(yáng)系在演化過(guò)程中，并不是一步形成的。首先是形成星胎，好像這個(gè)孩子還沒(méi)有生出來(lái)，胚胎一樣。然后這個(gè)星胎不斷地吸集，因?yàn)樗幸ψ饔?，不斷地碰撞吸集，把它周?chē)奈镔|(zhì)吸集過(guò)來(lái)就形成大行星。那么這個(gè)過(guò)程是很長(zhǎng)的，那么在火星和木星之間，這個(gè)星胎吸集周?chē)镔|(zhì)變成大行星的過(guò)程沒(méi)有進(jìn)行到底，而中途停頓，就形成了好多小行星，它們以分散的形式一直保持到今天，就是我們今天所看到的小行星。那么從這個(gè)意義上講，小行星是太陽(yáng)系演化的半成品，這是星胎形成的示意圖。這個(gè)是太陽(yáng)系形成以后，太陽(yáng)已經(jīng)大體上形成了，然后這個(gè)就是星胎。它還是在圍著太陽(yáng)轉(zhuǎn)呢，那么它們互相碰撞吸集就形成行星，而火星和木星軌道之間這個(gè)過(guò)程沒(méi)有進(jìn)行到底，小行星就保留下來(lái)。

第四種觀點(diǎn)是彗星演化說(shuō)，彗星在靠近太陽(yáng)的時(shí)候，它有東西揮發(fā)出來(lái)，揮發(fā)出來(lái)以后就形成了彗發(fā)和彗尾。但是彗星在遠(yuǎn)離太陽(yáng)的時(shí)候，溫度很低，它就是一塊東西，看上去如果你用望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)和小行星沒(méi)什么兩樣，因此有人認(rèn)為這兩類(lèi)天體是一類(lèi)天體的演化序列。什么意思呢？彗星接近太陽(yáng)的時(shí)候，它表面有層什么？實(shí)際上是冰凍的水，還有一些灰塵。那么一接近太陽(yáng)它就升華蒸發(fā)，然后在太陽(yáng)光壓和太陽(yáng)輻射、太陽(yáng)風(fēng)的作用下，形成彗發(fā)和彗尾。然后這個(gè)東西就揮發(fā)掉了，然后下一次又來(lái)又揮發(fā)。所以每次回歸太陽(yáng)就要損失一部分質(zhì)量，那么有的彗星比較短的，你比如說(shuō)哈雷彗星是七十六年回到太陽(yáng)附近一次，那么就每七十六年它要揮發(fā)一次。有的彗星兩三年回來(lái)一次，那就揮發(fā)得更快，有的彗星可能幾百年、幾千年、幾萬(wàn)年一次，那它揮發(fā)過(guò)程就比較慢。但不管怎么樣，總有一批彗星在幾十億年的時(shí)間內(nèi)，它會(huì)揮發(fā)完了，揮發(fā)完了也就沒(méi)有東西揮發(fā)了，因此它就不會(huì)形成彗發(fā)和彗尾了，因此它就變成一顆小行星。也就是說(shuō)，揮發(fā)物質(zhì)揮發(fā)完的彗星就是小行星。

我們講最后一個(gè)問(wèn)題，威脅地球。剛才我們講了大部分小行星挺好，它都在小行星帶，在木星和火星的軌道中間。那么我們地球的軌道是在火星軌道之內(nèi)，所以它不會(huì)碰到我們。但是的確有一部分小行星它的軌道比較扁，它會(huì)轉(zhuǎn)到地球軌道之內(nèi)來(lái)，這個(gè)叫做近地小行星。近地小行星中間還有一部分會(huì)靠近地球，有人給它取了個(gè)名字叫掠地小行星，好像從地球附近掠過(guò)一樣。那么這個(gè)打到我們?cè)趺崔k？它掠一下，要是撞上來(lái)怎么辦？我相信很多人看過(guò)科學(xué)幻想電影，叫《天地大沖撞》。在未來(lái)的某一年天文學(xué)家算出來(lái)了，有一顆小行星在多少年以后就要撞上地球，其后果不堪設(shè)想。于是就從總統(tǒng)開(kāi)始，聯(lián)合全世界的科學(xué)家就要想辦法對(duì)付它。最后這個(gè)電影里面，就派了一個(gè)宇宙飛船，就到了這個(gè)小行星，然后在那里挖洞，對(duì)不對(duì)？然后把核彈就塞在里面去，要把它炸碎掉，中間有很多驚險(xiǎn)的場(chǎng)面。最后這幾個(gè)宇航員回不來(lái)了，他們就獻(xiàn)身了，回不來(lái)了。結(jié)果這一炸，有一點(diǎn)效果了。這個(gè)小行星一炸兩個(gè)，一塊大的沒(méi)撞上來(lái)，偏過(guò)去了。一塊小的還是撞上來(lái)了，這塊小的，從電影畫(huà)面里面這塊小的比大的要小得多。這個(gè)小的撞在海洋里，結(jié)果浪過(guò)來(lái)，整個(gè)紐約很快就掃平。這里面還有一些愛(ài)情故事，但撞擊很可怕。那么這個(gè)事情到底會(huì)不會(huì)發(fā)生？這個(gè)發(fā)生到底有多可怕？我們有沒(méi)有辦法對(duì)付它，這個(gè)必須是考慮的。