人们通过对星空的长期观测，了解了太阳、月亮、行星、恒星等众多天体的运动规律……

浩瀚深邃的夜空，神秘的星星从古至今吸引着人类关注的目光，他们为什么闪闪发光？地球、太阳、太阳系和恒星是怎样形成的？有行星环绕的恒星多不多？……姜廷午编写的《地球与宇宙的亲密关系》介绍了有关恒星和行星形成的新进展。

人类对奥妙无穷的宇宙的认识首先是从地球开始的，然后由地球伸展到太阳系，进而延伸到银河系，再扩展到河外星系和总星系，最后再回到地球上。正是这些内容构成了宇宙，丰富了宇宙的内涵。姜廷午编写的《地球与宇宙的亲密关系》介绍了有关恒星和行星形成的新进展。书中讨论了暗星云中孤立恒星的产生、星团和星云的形成、星际气体和尘埃的“生态学”以及可能产生黑洞的剧烈星暴，并把星系演化的过程与地球上生命的起源联系起来。

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尘粒在星云盘内气体中下沉时就已开始集聚了，它们一边下沉，一边集聚。这是行星形成过程的初始阶段，尘粒的集聚只能靠碰撞。尘粒之间有相对运动速度，包括热运动和随着气体湍流的运动。如果两尘粒大小差不多，相碰时可能碰碎，但也可能是一个尘粒和另一尘粒的一部分(碎块)结合起来。如果大小相差很多，那么，碰撞的结果常会是较小尘粒的全部或一部分被较大的尘粒吃掉。当尘粒长大到不能再称为尘粒而应当称为星子时，大的星子遇到小的星子或尘粒，就更容易把它们吃掉。这个过程叫做碰撞吸积，由于运动和碰撞的随机性，由尘粒形成的星子在大小方面可以相差很多，尘层形成后，由于密度增大，碰撞会更加频繁，星子就长大得更快。那时，在今天每个行星所占据的区域里总会出现一个最大的星子，这样的星子便是行星的胚胎，称为行星胎，如果最大的星子不久以后在碰撞中被碰掉了相当大的一部分，不成为最大星子了，那么原来第二大的星子就升上来，成为行星胎。

当行星胎半径大到一千米左右时，它的质量已经大到需要考虑它对星子的吸引了。在这以前，集聚只靠碰撞，只有星子碰到行星胎时才会被吃掉；现在，只要星子接近行星胎到一定距离，它的运动方向就会由于行星胎的吸引而弯曲，逐渐接近行星胎，最后被吃掉。行星胎的生长主要靠引力，称为引力吸积。在一段时期内，碰撞吸积和引力吸积都起作用；以后，引力的作用便大大超过碰撞的作用，只需要考虑引力吸积了。

星子的平均半径越大，空间密度(单位空间体积内星子的数目)就越小。由于星子运动的随机性，从一个局部范围看，星子的分布可以很不均匀，每个星子常会处于一个不对称的引力场中，从而受到加速。所以，随着星子的增大，星子间的相对速度不是减小，而是缓慢地增大。星子是由尘粒形成的，原来的尘层已不能再称为尘层，而应当改称为吸积层。

星子都在绕太阳公转，所以它们之间的引力相互作用既会改变速度，也会改变公转椭圆轨道的偏心率和倾角。在今天的地球轨道处，轨道偏心率等于O．04的星子之间可以出现大到每秒60米的相对速度。今天小行星的轨道偏心率平均为0．14，它们之间的相对速度大到约每秒3千米。

在类地行星区里的气物质和冰物质都挥发掉以后，只剩下土物质，而在土物质的星子集聚成行星以后，就再没有剩下多少东西了。在木土区里，固态的尘粒和星子集聚成行星的固态核，当其质量增大到10笛克数量级时，固体核便开始吸积周围的大量的气物质，使它们成为行星的一部分，由于压力大，气体被压缩成液体，所以，木星和土星的外部是液体，其中主要成分是氢，氢和氦占了这两个行星质量的绝大部分。这样，木星和土星的体积和质量就比其他六个行星大得多，但平均密度却比其他六个行星小。在天海区里，由于离太阳远，太阳的吸引力微弱，逃逸速度小，气体逐渐逃逸掉了。气体的逃逸是很慢的，但由于星云盘里离太阳越远物质越稀薄，所以天海区里物质的密度比木土区和类地区都小得多，行星的形成过程进行得很慢，所以当天王星和海王星长大到足够吸积气体时，气体已经跑光了。所以，天王星和海王星的体积和质量比木星和土星小，除大气以外，整个是固体，大部分是冰。

施密特于1945年计算出，地球的形成过程用了70亿年的时间。后来，他的学派的一个成员指出，施密特在计算时忽略了引力吸积，才得到这样长的时间。如果考虑引力吸积，则地球的形成只需要1亿年左右的时间。魏札克和霍意耳等也得到行星形成所用的时间在l亿年左右。近年来，人们认识到星云盘里的尘埃会沉到赤道面邻近，使密度增加，从而使行星的形成过程大大加快。但是，不同的人得出的行星形成的时间很不一样，有短到几千年的，也有长到几千万年的。这个问题需要进一步研究，星云盘外部的物质密度比内部小，所以越靠近太阳的行星形成得越快：水星最先形成，海王星最后形成。我们应当对不同的行星分别定出其形成所用的时间。P4-5

浩瀚深邃的夜空，神秘的星星从古至今吸引着人类关注的目光，他们为什么闪闪发光？地球、太阳、太阳系和恒星是怎样形成的？有行星环绕的恒星多不多？诸如此类的问题，激起了人们对星空的思索、讨论和热烈的争辩。

人们通过对星空的长期观测，了解了太阳、月亮、行星、恒星等众多天体的运动规律，以此掌握了通过星辰辨别方向的方法，并根据星辰出没的规律安排农业生产，最终依据天体运行规律制定了完善的历法体系，人类的文明也从此有了明确的日期记录。人类通过坚持不懈的观测和探索，记录了诸如流星雨、彗星、超新星爆发等大量的天文现象，通过对全天星空的区域划分，创建了完善的星座体系，这不仅有利于天文学的研究，而且形成的星座文化，也丰富了人类的思想。

望远镜的发明使天文学进人了一个崭新的阶段，人们和星空的距离一下子被拉近了，星星的秘密一个一个被我们所了解，宇宙的奥秘逐步被人类破解。同时，美丽的星空所包含的无穷奥秘更激发了人们对太空的美好想象和憧憬，由此，数不胜数的与此相关的神话故事、民间传说也成为了人类文学宝库中非常重要的组成部分。

最近500年以来，普遍的经验、观测和实验结果日益提升着我们对周围宇宙的认知。随着黑暗的中世纪欧洲的终结，文艺复兴催生了现代科学的发展。早期的欧洲学者，继承了阿拉伯天文学的传统，为了观测太阳、月亮和行星，又为了了解地球上物体的性状，开创了用数学手段描述星辰的运动规律。牛顿通过他的引力理论，把月亮的运动与落体的运动联系起来。

由伽利略、开普勒和牛顿开创的科学革命为工业革命奠定了深厚的理性基础，而这一切都导致了人类的巨大科学进步。它也促使天文学获得了一系列深刻的发现，使我们对宇宙有了目前的了解。