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宇宙中會不會存在一種全是水的星球,就像水珠一樣漂浮在宇宙中?

2024-08-06科學

綜述

眾所周知,宇宙是非常大的,在我們人類目前來說可以觀測到的範圍,直徑都達到了930億光年。也就是說,如果人類能夠發明出速度可以達到光速的超級航天飛船,想要跨出這個「已知」的宇宙空間,也要花費上萬億年的漫長時間。

而地球也不過形成於45億多年前,相當於我們出去走一趟,還來不及回來,就足夠太陽系依次生成上萬個科技發展到我們現在人類文明的地球了。更何況目前階段的人類科技水平並不發達,也根本沒有能接近光速的載具。

而在這個龐大的宇宙空間裏,更有著不計其數的星球存在著。然而有一些星球是不會像恒星一樣發出光的,也就不會被人類所觀測到,只能去猜測——根據專門的太空望遠鏡觀測到的數據顯示,宇宙大約有著2萬億個星系。

而就像銀河系裏一樣,每一個星系存在著許多的恒星,小到幾十億顆,大到幾千億顆。而科學家們估測,平均下來的話大概每一個星系能有2000億顆恒星,相當於說是有4000萬億億顆恒星存在於宇宙當中。

有些恒星是單顆獨立著的,有些是兩個、三個、四個恒星在一個系統中,獨立的恒星周圍普遍來講都會有行星的存在,通常是3顆到8顆的樣子,而其他的多恒星身邊行星就相對來說更少一些,這些行星加起來,至少不會低於恒星的數量。

同時行星的四周也有著許多的衛星,按照太陽系的數據來估測,衛星最少也要大於恒星數量的20倍。這些統統加在一起,估算下來星球的數量大概是在2.8億億億顆。

那麽在這麽多的星球中,是否可能存在一顆全部都是水的星球,像水珠一樣漂浮在宇宙中呢?

星球

我們先來了解一下星球。星球是由各種各樣的物質組成的巨型天體,它有著自己的執行軌域,也有著自己的形狀,一般來講都是不標準的球狀,就像地球。

它更多的其實橢圓形的扁球體,一開始的地球可能只是一個很小的內核,但是透過本身的重力,它吸引到了越來越多路過的物體,成為了星球的部份。

由於重力具有著向心的作用,套用於球體的每一個面每一個點,因此這些物體被相對均勻地包裹在地球的表面,由外部向內核中心靠攏,也就形成了球狀。

就像是我們生活中的那些雨點和落在葉面的水珠,在不受外力的作用下,本身就會呈現出最小的表面積的形體,而在相當的體積條件下,球的表面積恰好就是最小的,這也被叫做流體靜力學試驗平衡狀態。

而星球一開始並不存在在宇宙當中,按照大霹靂起源說來講,宇宙之初是源於一場爆炸,之後的一段時間內整個世界都沒有物質的存在,只有能量。

等到宇宙開始向外膨脹,溫度驟然下降,原子開始出現在宇宙裏,從而擁有了品質產生出了重力,這也使得星雲開始形成,又轉而誕生了第一代的恒星。

經過千萬年以上的燃燒時間,第一代恒星短暫的壽命終結,發生了巨大的爆炸和塌縮,非常多的物質透過爆炸噴射的力量分散到了宇宙的各個地方,在許多因素共同的作用下又成為了新一代的恒星,並且開始產生了行星和衛星,組成了神奇浩瀚的宇宙。

宇宙中的水

人類一直認為水與生命有著息息相關的聯系,因此在尋找太陽系的生命的存在時,都會去試圖找到水源。太陽系中的水並不少,只是由於太陽的熱量導致許多的水被蒸發,又因為沒有像地球一樣的厚厚的大氣層,最後被吹走。

也因此,太陽系的很多星球表面的水並不多,更多的是埋在地下的,而距離較遠的星球又因為熱量的不足,表面的水都呈現冰的狀態。與渺小的太陽系相比,宇宙中的水就更多了。

相信學過化學的大家都還記得,水分子是由一個氧原子和兩個氫原子構成的,也就是說,如果宇宙中想要獲得水,就必須要有氧和氫元素的存在。

早在宇宙最開始的時期,大霹靂後出現了各種基本粒子,而後又形成了質子。大霹靂大概38萬年的時間以後,電子與原子核結合,原子也就誕生了出來。在初期,宇宙裏的氫元素達到了70%以上,是最主要的元素。

到了現在氫依然是宇宙中最常見的元素,其次就是氦,氧排在第三,這氫和氧都非常活躍,很容易受到影響形成水。

比如在分子比較多的區域,一些恒星的劇烈活動,放射線出來的射線將氫分子游離,並且與氧原子「合作」,從而產生了水。

同時在那些品質比較大的恒星聚集區中,一些能量的劇烈運動產生的激波會使得氧原子和氫原子或者氫分子發生氣相反應,從而產生水。除了以上的兩種,宇宙的許多水還會直接在分子雲中的一些星際塵埃表面形成。

宇宙中有純水的星球嗎?

知道了星球是怎麽來的,又知道了宇宙中水的形成過程,那麽是否存在純水的星球呢?純水的星球不只是地表全是水,還包括它的內核,全部的構成都是水。事實上在寬廣的宇宙中,除了恒星周圍,宇宙深處的溫度是極其低的,甚至接近於絕對零度。

那些遠離恒星的星球,身邊的溫度就會受到宇宙本身的影響,變得很低,那些靠近恒星的星球附近溫度又很高。也因此,就算星球上面全是水分子,也只會是要麽凍結成冰,要麽被蒸發成水蒸氣,哪怕是處在離恒星不近不遠的區域,也不會永遠是液態,同樣會在一段時間內被蒸發的。

或者說在整個宇宙中,以人類目前的科技水平觀測到的發現來看,全部都是水的液態星球不存在,只有固態的星球和氣態的星球是可以形成的。比如太陽系中的土星,這就是一個非常典型的氣態星球案例,它的表面沒有固態存在,而主要是氫元素、氦元素和水。

同時如果沒有大氣層的存在,星球根本無法保存被蒸發的水分,水蒸氣會越升越高,最後逃跑到太空中,星球上的水分也只會逐漸變少,直到地表幹涸。

並且一個星球的形成,通常需要一個有著強大重力的內核,這個內核一般而言都是金屬,這樣才會慢慢吸引其他物質而逐漸變大,從而成為星球。如果全是水,它自身的重力可能根本無法令其形成一個星球。

假設真的有一個全部都是水的星球存在,它的大小類似於地球,保持自轉和公轉。地球上的大氣經過了從原始大氣,到次生大氣,再到現代大氣的漫長過程。原始的大氣主要是由氫和氦組成,次生大氣是源自於內部的火山噴發。

而一個類似地球的純水星球,它所形成的蒸汽也是無法在大氣層中獨立存在的,隨時會被太陽風吹走。

而地球由於自身具有磁場,所以才能夠抵擋太陽風的侵擾。而磁場主要是因為地球中心具有著鐵元素,自轉而形成的。然而純水星球內部沒有鐵元素,也就無法產生磁場,在太陽風的幹擾之下,大氣層也將無法保持穩定。

而缺少了大氣層的保溫作用,這個大水球也會形成向陽面飛速蒸發、太陽風影響下消散空中,和背陽面快速結冰,等待自轉成為向陽面的變化過程。在這個過程中,只有水分子的星球只會慢慢變小,並且根本無法阻擋,直到消失。

太陽系中有水的星球

在人類曾經的觀念裏,太陽系只有地球擁有著充足的水源,畢竟地表的海洋面積比陸地面積還要廣,占了71%。

但是在太陽系中,其實有著不少的星球水量比地球還要多。比如木星的第四大衛星木衛二,比月球稍微小一些,但是卻比月球上面的水分多得多。

它的表面分布著一層厚達100公裏的冰層,下面則因為內部引潮力產生熱量,所以底部是一片海洋,或許有著50千米以上的深度,總水量甚至是地球的水量的9倍。

而根據人類對木衛二的考察,人們發現在它自身可以產生感應磁場,這也就能夠表明出木衛二在鹹水海洋中還有一個金內容的鐵核,不然不會出現磁場。

除了木衛二,木星的木衛三和木衛四,以及土星最大的衛星土衛六,和其他許多衛星上面同樣有著非常豐富的水。木衛三是太陽系中最大的衛星,直徑甚至能有5300千米,它的部份表面也被冰層覆蓋,海洋就在這些厚度高達15萬米的冰層下面,並且海洋的深度也非常驚人,有10萬米,水量甚至比地球還要多25倍。

這些星球距離太陽都有一定的距離,因此表面大多是冰層,溫度非常低,但是中心壓力大,並且較為活躍,從而使得內部存在著液態的水。

而在遼闊的宇宙裏,2011年,有天文學家在遙遠的英仙座中觀測到了一個向著四周噴發水流的星體。按照我們地球上擁有著最大河水流量的亞馬遜河來說,它的平均流量是在每秒21.9萬平方千米,遠超地球其他河流,然而跟上面這個星體相比,就稍微有點不夠看——這個星體向宇宙噴發的水流流量比亞馬遜河的1億倍還要大。

宇宙中神奇的星球

正所謂「大千世界,無奇不有」,在宇宙中還存在著許許多多非常神奇的星球。比如一個位於半人馬座、叫做J1407b的行星,它擁有著30多個行星環組成的一個巨大的行星環,就像是一個宇宙中的大胖子,比土星的行星環都要大200倍,甚至比太陽到地球的距離都要遠,要知道J1407b只是一個行星。

HD 106906b行星位於南十字座,距離地球大約300光年,雖然它是一顆行星,但是令科學家非常疑惑且震驚的是,它離自己的恒星相距650天文單位,是太陽系中海王星到太陽的20倍的距離,換算成地球面積,則是970億公裏。它是已知的距離母恒星最遠的系外行星之一,因此也被人類叫做是最寂寞的行星。

甚至宇宙中還存在著一個由鉆石構成的行星,也就是巨蟹座55e行星,只有海王星的一半左右大小,是2012年為止發現的密度最大的固態行星,距離地球只有40光年左右。

結論

宇宙到底有沒有純水的星球,盡管根據現有的科學知識理論來說是不存在的,但是人類到現在為止對於宇宙的認知都還沒有到一半,甚至只是憑借望遠鏡的觀察發現,無法深入研究探索。宇宙到底是怎麽樣的,沒人能夠給出一個肯定的回答。

畢竟在我們看來,如果不是親眼見過,也想不到宇宙中居然有一顆巨蟹座55e那樣的鉆石星球。因此,或許在未來以後,我們真的可能會發現一個顛覆目前人類觀點的純水星球的出現,誰也不確定。