星云盘的形成

太阳系形成的星云假说是谁提出来的~

康德和拉普拉斯先后提出了星云假说
康德在《宇宙发展史概论》中，用引力和斥力的观点描述天体的运动和发展说：“构成我们太阳系星球的物质，在最初时都分解为基本微粒，充满整个宇宙空间。……这些微粒具有促使它们相互运动的基本能力，它们本身就是活力的一个源泉。在这种情况下，物质就立即努力于形成自己。密度较大而分散的一类微粒，凭借引力从它周围的天空区域，把密度较小的物质聚集起来。但它们自己又与所聚集的物质一起，聚集到密度更大质点所在的地方。而所有这些又以同样方式聚集到质点密度更为巨大的地方，并如此一直继续下去，直到形成诸团块天体。在这同时，斥力使凝聚起来的团块天体发生旋转运动。”康德又写道：“向引力中心下落的微粒，由于斥力的作用，会杂乱地从直线运动中向侧面偏转出来，使垂直的下落运动变成围绕降落中心的圆周运动”。这样发生的旋转运动，逐渐向一个垂直于其转动轴的平面集中，最后形成行星绕太阳运转的圆盘状结构的有规则的天体系统。康德的上述描述，使宇宙天体的生成理论，第一次从神学禁锢中解放了出来。
1796年，法国数学家拉普拉斯（Laplace）在不了解康德假说的情况下提出了撔窃萍偎禂。他提出太阳系是由一个灼热的气体星云冷却收缩而成的。原始的灼热星云呈球状，直径比今天太阳系直径大得多，缓慢地自转着。后来，由于冷却而收缩，其自转速度逐渐变快，同时因赤道附近的离心力最大，故星云逐渐变扁。一旦赤道边缘的离心力大于星云对它的吸引力，赤道边缘的气体物质便分离出来，形成一个旋转的气环，由于星云继续冷却收缩，上述过程重复发生，又形成另一个旋转的气环，最终形成了与行星数相等的气环（称拉普拉斯环）。星云的中心部分最后形成太阳，各环在绕太阳旋转的过程中逐渐聚集形成行星。行星也同样发生上述作用，形成卫星。土星的光环可能就是由尚未聚集成卫星的许多质点构成的。拉普拉斯假说同样能解释行星运行轨道的各项特点，以及组成太阳、行星和卫星的元素一致性 ，也能解释太阳系角动量的由来，但解释不了角动量分配的特点。另外，目前人们已探知宇宙中许多星云的温度并不高，收缩不是由于冷却，而是由于吸引力引起的。星云在收缩过程中，温度不是降低而是升高。

受体（receptor)是指存在于靶细胞膜上或细胞内的一类特殊蛋白质分子，它们能识别特异性的配体并与之结合，产生各种生理效应。
1．根据受体的亚细胞定位分类：
⑴细胞膜受体：这类受体是细胞膜上的结构成分，一般是糖蛋白、脂蛋白或糖脂蛋白。多肽及蛋白质类激素、儿茶酚胺类激素、前列腺素以及细胞因子通过这类受体进行跨膜信号传递。
⑵细胞内受体：这类受体位于细胞液或细胞核内，通常为单纯蛋白质。此型受体主要包括类固醇激素受体，维生素D3受体（VDR）以及甲状腺激素受体（TR）。
2．根据受体的分子结构分类：
⑴配体门控离子通道型受体：此型受体本身就是位于细胞膜上的离子通道。其共同结构特点是由均一性的或非均一性的亚基构成一寡聚体，而每个亚基则含有4~6个跨膜区。此型受体包括烟碱样乙酰胆碱受体（N-AchR）、A型γ-氨基丁酸受体（GABAAR）、谷氨酸受体等。
⑵G蛋白偶联型受体：此型受体通常由单一的多肽链或均一的亚基组成，其肽链可分为细胞外区、跨膜区、细胞内区三个区。在第五及第六跨膜α螺旋结构之间的细胞内环部分（第三内环区），是与G蛋白偶联的区域。大多数常见的神经递质受体和激素受体是属于G蛋白偶联型受体。
G蛋白是由α、β、γ亚基组成的三聚体，存在于细胞膜上，其α亚基具有GTPase活性。当配体与受体结合后，受体的构象发生变化，与α亚基的C-端相互作用， G蛋白被激活，此时，α亚基与β、γ亚基分离，可分别与效应蛋白（酶）发生作用。此后，α亚基的GTPase将GTP水解为GDP，α亚基重新与β、γ亚基结合而失活。
⑶单跨膜α螺旋型受体：此型受体只有一段α螺旋跨膜，受体本身具有酪氨酸蛋白激酶活性；或当受体与配体结合后，再与具有酪氨酸蛋白激酶活性的酶分子相结合，进一步催化效应酶或蛋白质的酪氨酸残基磷酸化，也可以发生自身蛋白酪氨酸残基的磷酸化，由此产生生理效应。
此型受体主要有表皮生长因子受体（EGFR），胰岛素受体（IR），血小板衍生生长因子受体（PDGFR）等。此型受体的主要功能与细胞生长及有丝分裂的调控有关。
⑷转录调控型受体：此型受体分布于细胞浆或细胞核内，其配体通常具有亲脂性。结合配体的受体被活化后，进入细胞核作用于染色体，调控基因的开放或关闭。受体的分子结构有共同特征性结构域，即分为高度可变区-DNA结合区及绞链区-激素结合区。①高度可变区：不同激素的受体此区的一级结构变化较大，其功能主要是与调节基因转录表达有关。②DNA结合区及绞链区：此区的功能是与受体被活化后向细胞核内转移（核转位）并与特异的DNA顺序结合有关。③激素结合区：一般情况下，此区与一种称为热休克蛋白90（hsp90）的蛋白质结合在一起而使受体处于失活状态。

原始星云继续塌缩，半径逐渐减小，因角动量守恒，造成自转速度增大。随着自转速度增大，在赤道面上的外边缘物质，当其惯性离心力与中心部分引力相抗衡时，便停下来，逐渐形成赤道面凸起的类似“铁饼”（中心薄、边缘厚）的星云盘。与星云盘形成的同时，云盘中心的原始太阳亦形成。为了对星云盘的温度、厚度和密度做出估计，需要介绍罗奇密度的概念。

首先，让我们看图2-4所示大小球吸引的例子。分析两个小球在大球作用下聚集的条件。

大球作用于靠近它的小球1和远离它的小球2的引力，分别为

固体地球物理学概论

图2-4 聚集条件分析示意图

因为F₁＞F₂，若没有其他力的作用，这两个小球就要在共同靠近大球的过程中，彼此分开。

但是，两个小球之间还存在引力，大小为

固体地球物理学概论

这个力使两个小球彼此聚集。显然，使两个小球聚集而不致分开的条件是

f₁₂＞F₁—F₂　（2-7）

将F₁和F₂式中的（a-r）^—2和（a+r）^—2做泰勒级数展开，并根据r＜＜a的条件，忽略r的高次项，从而得到

F₁—F₂=GMm·4r·a^—3

将上式和f₁₂的表达式代入式（2-7），经整理后得

m·r^—3＞16M·a^—3

若小球密度为ρ，即m=（4/3）πr³ρ，代入上式，经整理后变成

ρ＞（3/π）4M·a^—3≈4（M/a³）

令ρ₀=4（M/a³），则有

ρ＞ρ₀=4（M/a³）　（2-8）

式中：ρ₀称为罗奇密度。式（2-8）是保证式（2-7）成立的条件，称为聚集条件。上述关系是在一个大球和两个小球这种简单情况下导出来的。作为一般情况，除引力外，还存在小球轨道运动的离心力、电磁力等其他作用，这时式（2-8）中的系数不为4，可能还要大些，一般写成η，故此得出

ρ＞ρ₀=η（M/a³）　（2-9）

可以用式（2-8）或式（2-9）分析气体星云在太阳引力下的稳定性问题。当气体星云的密度ρ达到由太阳质量和距离决定的罗奇密度ρ₀时，太阳的引力与气体星云内物质自身引力相平衡。当超过罗奇密度时，实现了星云自身引力的稳定性，开始行星的聚集过程。众所周知，现太阳质量M₀=1.99×10³³g，日地距离a=1.49×10¹³cm。若仅考虑引力（取η=4），可计算罗奇密度ρ₀=2.3×10^—3g/cm³。地球密度ρ=5.5g/cm³＞＞ρ₀，故地球在太阳引力作用下，不会被分离，但可产生变形。

1.星云盘温度

云盘温度由太阳辐射L、云盘消光τ（r）和云盘热辐射σ_sT⁴（r）决定，并可建立能量平衡方程：

Le^—τ（r）=4πr²·σ_sT⁴（r）　（2-10）

由此可以得到温度分布：

T（r）=T₀（r₀/r） （2-11）

式中：r₀为日地距离；T₀为该处温度，T₀=544K。由此可以推算出，云盘内界温度为1900K，云盘外界温度为15K。

2.星云盘的厚度

在云盘内，离太阳距离为r、离赤道面距离为z处，在云盘自转轴z轴方向上，受到三种力的作用——太阳引力、云盘引力和气体压力。当云盘密度比罗奇密度小许多时，云盘引力可以不计，因此在z方向上处于流体静平衡状态，即

dp/dz=—ρg

式中：左端为流体静压力梯度，可由物态方程得到；右端为太阳引力。假定云盘厚度远远小于云盘尺度，z=r。通过计算，可以得出云盘厚度h（r）：

固体地球物理学概论

将式（2-11）代入上式，得出

固体地球物理学概论

这里G为引力常数，M₀为太阳质量。上式表明h正比于r，故星云盘是一个内薄外厚的形状。在日地距离处，h值约为10¹¹～10¹³cm。

3.星云盘的密度

设星云盘内密度分布为

ρ（r，z）=ρ₀（r）·exp[—z²/h²（r）]

式中：h（r）就是式（2-12）所得的厚度。显然，它表示密度ρ减小到赤道处密度ρ₀的1/e时的高度，通常又称它为“标高”。物质沿z轴方向无限伸展，对其积分可建立面密度σ₀（r）和特征密度

（r）：

固体地球物理学概论

固体地球物理学概论

显然，特征密度

（r）略小于赤道面密度ρ₀（r）。

此外，关于星云盘的化学组成问题，可由星云的厚度、温度、密度等物理条件加以说明。在云盘的不同区域，因条件不同，出现的凝聚成分（土物质、冰物质、气物质）会有不同。

---

菏泽市15740078859： 地球起源的地球起源 - ？
其郑枢柔： 1、太阳星云和星云盘 约在50亿年以前,银河系中存在着一块太阳星云.它是怎样形成的,尚无定论,不过对于研究地球的起源,不妨以它为出发点.太阳星云是一团尘、气的混合物,形成时就有自转.在它的引力收缩中,温度和密度都逐渐增...

菏泽市15740078859： 星云假说实质内容室什么? - ？
其郑枢柔：[答案] 康德—拉普拉斯星云说:太阳系是由一块星云收缩形成的,先形成的是太阳,然后剩余的星云物质进一步收缩演化形成行星. 现代星云说:形成太阳系的是银河系里的一团密度较大的星云,这块星云绕银河系的中心旋转着,当它通过旋臂时受到压缩...

菏泽市15740078859： 地球从哪里来的 - ？
其郑枢柔： 地球和太阳是同一时期的产物,一团物质,简称星云,他们聚合,旋转,星云转化成固体的球,也就是地球的由来.星云哪里来的?恒星爆发,会有大量物质喷发到宇宙空间中,这些“”粉尘“”就是星云 恒星哪里来的,星云转变的.先有恒星?还是先有星云?鸡和鸡蛋谁先有呢?

菏泽市15740078859： 太阳系是怎样形成的? - ？
其郑枢柔： 太阳系的形成,是在宇宙大爆炸后产生的尘埃经过漫长岁月的积聚塑形最终形成各种星体,这些星体会根据相互引力的作用分别聚合在一起形成一个“单元”,并相互运动.太阳系就是如此.

菏泽市15740078859： 世界是怎么形成的? - ？
其郑枢柔： 我们一降生到这个世界上,就同地球分不开了.地球作为我们诞生、劳动、生息、繁衍的地方,人类共有的家园,和我们的关系太密切了.那么地球是如何形成的呢? 约在50亿年以前,银河系中存在着一块太阳星云,它是一团尘、气的混合物...

菏泽市15740078859： 地球,是为了什么而诞生的,诞生至结束全过程,谁能告诉我? - ？
其郑枢柔： 约在50亿年以前,银河系中存在着一块太阳星云.它是怎样形成的,尚无定论,不过对于研究地球的起源,不妨以它为出发点.太阳星云是一团尘、气的混合物,形成时就有自转.在它的引力收缩中,温度和密度都逐渐增加,尤其在自转轴附近...

菏泽市15740078859： 地球怎么来的?？
其郑枢柔： 地球的起源 我们一降生到这个世界上,就同地球分不开了.地球作为我们诞生、劳动、生息、繁衍的地方,人类共有的家园,和我们的关系太密切了.那么地球是如何形成的呢? 约在50亿年以前,银河系中存在着一块太阳星云,它是一团尘、...

菏泽市15740078859： 地球是怎么形成的? - ？
其郑枢柔： 约在50亿年以前,银河系中存在着一块太阳星云,它是一团尘、气的混合物.在它的引力收缩中,温度和密度都逐渐增加,尤其在自转轴附近更是如此.于是在星云的中心部分便形成了原始的太阳.其余的残留部分围绕着太阳形成一个包层....

菏泽市15740078859： 星云主要有哪些成分组成? - ？
其郑枢柔： 星云是由气体和尘埃组成的,不同星云中气体和尘埃的会计师略有不同.星云中物质密度常常十分稀薄,一般为每立方厘米几十到几千个原子(离子).星云的体积一般比太阳系大许多倍,当然密度小,总质量却常常很大.

菏泽市15740078859： 地球上的大气是怎么形成的? - ？
其郑枢柔：[答案] 现在最权威的说法是:在太阳系形成初期,99%以上的物质向中心聚合成为太阳,周围还有部分散在的物质碎片围绕着太阳旋转,经过很长一段时间的碰撞和引力作用,散在的碎片逐渐聚合成了九大行星,但那时的地球只是一团混沌的物质,又经过...