當前位置:首頁 > 自然科學 > 正文內容

宇宙的組成部分是什麼??概念、特徵、物質和能量有哪些類型

2024-10-14自然科學518

我們解釋宇宙的可觀測成分及其特徵。另外,物質和能量有哪些類型。

宇宙的組成部分是什麼??概念、特徵、物質和能量有哪些類型

透過望遠鏡觀測到的天體是由重子物質構成的。

宇宙的組成部分是什麼?

宇宙的組成部分,更好地稱為天體或天體,是構成宇宙可觀測結構的不同類型的自然物體,也就是說,它們可以用肉眼或透過觀測設備看到。

宇宙是無限的。因此,內部有巨大的真空,被大量累積的物質和能量所打斷,根據它們的成分和動力學,可以產生不同類型的天體。

從天文物理學的角度來看,宇宙由兩種物質和能量組成:

  • 重子物質(物質),也就是我們所知的地球上可觀察到的物質,它在太空中構成不同的固體液體、氣體和等離子體結構。

  • 輻射(能量),一種由不同基本現象和物質反應發射的粒子(光子)組成的能量。

  • 暗物質(物質),一種無法被觀測到的物質,因為它不會發射電磁輻射,但佔宇宙物質的26.8%。

  • 暗能量(能量) ,一種不精確、不可偵測且密度恆定的能量形式,推動宇宙膨脹。儘管目前它的存在是宇宙論的一部分,但人們認為宇宙中 70% 的能量都屬於這種類型。

可以透過望遠鏡(有些透過自製望遠鏡,有些透過哈伯太空望遠鏡等超強望遠鏡)觀測到的天體是由重子物質(即普通物質)組成的。宇宙的主要可觀測成分如下圖所示。

參見:天體

星系

宇宙的組成部分是什麼??概念、特徵、物質和能量有哪些類型

銀河係是地球所在的星系。

星係是一組圍繞著共同軸旋轉的恆星,它們拖曳著許多其他物質成分,如行星、小行星和彗星,或廣泛 的塵埃和氣體雲(主要是氫和氦),稱為星雲。

星雲賦予星系通常的白色外觀,就像太陽系所在的星系(銀河系)一樣。這個星系之所以如此命名,是因為它的外觀讓人想起溢出的牛奶流,古希臘人在神話中將其歸因於女神赫拉(羅馬人的朱諾)的母乳。

宇宙中大約有 1700 億個星系,分為星系團或局部星系團。每個星系的範圍可以從數百到數百萬光年不等,並且按照或多或少可識別的模式進行組織:螺旋星系、橢圓星系或不規則星系。一個星系平均擁有 2 億到 4 億顆不同的恆星。

更多內容:銀河

恆星

宇宙的組成部分是什麼??概念、特徵、物質和能量有哪些類型

恆星是鍛造新物質形式的大熔爐。

恆星是白熾發光的恆星,由連續燃燒的化學元素組成。恆星可以理解為巨大且連續的空間爆炸,由於自身引力的作用而保持其球形,大到足以阻止其成分擴散到整個宇宙。太陽是恆星的最佳例子。

大多數恆星由氫、氦和其他輕化學元素組成,在重力作用下承受巨大壓力,導致核融合。因此,釋放出大量的能量和輻射,並且還產生了更重的物質,這些物質在恆星生命週期結束時將產生其他類型的天體。從這個角度來看,恆星是巨大的熔爐,新的物質形式在其中不斷被鍛造。

恆星有不同類型,取決於它們的大小、光度和達到的溫度。根據摩根-基南 (MK) 分類系統,有七種類型的恆星或「光譜類別」:O、B、A、F、G、K 和 M。

  • O型星。它們是最熱的,溫度約為 33,000 開氏度 (K)。它們的顏色趨於藍色,其光度相當於太陽的 30,000 倍,同樣,它們的質量通常約為太陽的 16 倍,半徑是太陽的 6.6 倍。

  • B型星。它們是接下來具有最大熱量和亮度的恆星,其光呈藍色或白藍色。它的溫度範圍在 10,000 到 33,000 K 之間,其光度是太陽的 25,000 倍,這些恆星的質量是太陽的 2.1 到 16 倍,半徑是太陽的 1.8 到 6.6 倍。

  • A型星。它們是熾熱而明亮的恆星,發出白光,在遠處會顯得有點藍色。它們是整個尺度上氫線最多的恆星,溫度在 7,500 到 10,000 K 之間,光度是太陽的 5 到 25 倍,平均質量是太陽的 5 到 1.4 倍。倍。

  • F型星。它們是尺度上的「中間」恆星,發出的白黃光強度是太陽的 1.5 到 5 倍,它們的溫度約為 6000 或 7500 K,並且比太陽稍大(在 1.5 到 1.5 之間)。其質量,以及1.15 至1.4 倍其半徑)。

  • G型星。它們是尺度上亮度和溫度最低的第一顆恆星,其淡黃色的光在遠處可以被感知為白黃色。它們的溫度範圍在 5,200 到 6,000 K 之間,與太陽的比較更加平等:它們的質量是太陽質量的 0.8 到 1.04 倍,太陽半徑的 0.96 到 1.15 倍,光度是 0.6 到 1.5 倍太陽的。

  • K型星。它們是該分類中冷光譜的中間恆星,平均溫度為 3700 至 5200 K。它發出的橘色光的強度是太陽光的0.08至0.6倍,其尺寸略小於太陽:是太陽質量的0.45至0.8倍,半徑的0.7至0.96倍。

  • M型星。它們是已知最冷的恆星,溫度低於3700 K。它們的紅色或橙紅色光的亮度僅為太陽光的0.08 倍,是質量為0.45 個太陽質量或更小的小恆星,半徑小於太陽質量的0.7 倍。

此恆星分類中添加了從 0(最大)到 9(最小)的數字,以指示相應類別中恆星的溫度水平。這樣,太陽是一顆G2型恆星,即G類中最熱的恆星之一,恆星越熱,發出的能量和輻射水平就越高;溫度越低,其中沉積的重元素(金屬和稀土)就越多。

更多內容:星星

行星

行星是一種固體、球形和不透明的天體,沿著一條專有軌道(即沒有其他行星或小行星)圍繞另一個質量更大的天體(通常是恆星)運行。 「行星」這個名字來自古希臘語planetes(「流浪」),指的是它們的持續運動。行星最好的例子就是地球。

由於行星是由已經存在的氣體和天塵雲形成的,一顆行星的成分和特徵可能與另一顆行星的成分和特徵有很大不同,並且很大程度上取決於它與恆星的遠近或距離。例如,由於水星靠近太陽,其大氣層非常微弱且稀薄,由輕質氣體組成;而數億公里外的木星大氣層很稠密,由氫、氦和乙烷、甲烷和氨等重有機氣體組成。

對行星進行分類的方法有很多種。最著名的之一是根據其結構進行區分:

  • 類地(類地)行星往往體積小、固體多、岩石多,即密度極高。地球、火星和水星都是這類行星的例子。

  • 木星(類木星)行星往往體積較大,呈氣態且密度低,儘管人們認為它們的氣球中心有一個固體核心。木星、土星和天王星都是這類行星的例子。

除了這兩類之外,還有矮行星或小行星,它們是那些與行星非常相似但尺寸較小、無法行使軌道優勢(即具有排他軌道)的天體。冥王星和穀神星就是這類矮行星的例子。

更多內容:星球

衛星

宇宙的組成部分是什麼??概念、特徵、物質和能量有哪些類型

天然衛星可以是一顆(如地球),也可以是數十顆(如木星)。

天然衛星 是圍繞較大行星運行的天體,因為它被困在其重力場中。衛星的大小、性質和比例各不相同,可以是球形的,如月球,也可以是不規則的,如火衛二,火星最大的衛星之一。

雖然它們有自己的繞行行星軌道,但衛星 在繞恆星的軌道上始終陪伴著它。它可能是一顆衛星,就像地球一樣,也可能是幾十顆衛星,例如木星,迄今已統計到了 92 顆。衛星不應與行星環混淆,行星環是圍繞行星運行的粒子、塵埃和氣體的集合,形成視覺上均勻的圓盤,就像土星一樣。

更多內容:天然衛星

小行星

小行星是一種較小的固體岩石天體,它太小而不能成為行星,太大而不能成為流星體。這些分散的物質碎片具有可變的大小和形狀,通常是不規則的,可以單獨發現或形成小行星場,即或多或少密集的團聚體。在太陽系中,火星和木星軌道之間有一條小行星帶。

嚴格來說,小行星只不過是太空岩石。它們缺乏大氣層,並且不會對自身的引力場做出反應。雖然有些在場或帶內保持穩定,但有些則沿著圍繞恆星的或多或少不穩定的軌道移動,這就是為什麼它們會導致巨大的恆星撞擊。

更多內容請參閱:小行星

彗星

宇宙的組成部分是什麼??概念、特徵、物質和能量有哪些類型

當接近一顆熾熱的恆星時,彗星的冰會蒸發並留下一條痕跡。

彗星是一種移動的天體,通常由岩石、塵埃和冰粒組成,當接近太陽這樣的熾熱恆星時,它們會蒸發並留下一條可識別的痕跡,稱為彗尾。

彗星沿著偏心率很大的長橢圓軌道運動。它們與小行星的不同之處在於,小行星的大小可能相似,它們由於構成其核心或彗髮的材料的磨損而擁有自己的大氣層。彗星的偽大氣層並不像行星的大氣層那樣依賴它的引力。

然而,有些非常古老的彗星繞著太陽運行已經耗盡了它們的冰儲備。在這些情況下,它們被認為是滅絕的彗星,與小行星沒有太大區別。即便如此,彗星和小行星之間的區別仍然是天文學專家爭論的焦點。

更多內容請參考:彗星

流星體

流星體是一種非常小的天體,直徑小於50米,通常是一些較大天體(例如彗星或小行星)破碎的產物。這些碎片由各種礦物和金屬組成,其軌跡不穩定,常常導致它們被困在行星的引力場中。

當流星體進入行星大氣層時,它被稱為流星。通常,大氣摩擦會加熱並分解它,將其還原成無害的灰塵。在其他情況下,固體碎片到達行星表面並被稱為隕石。

更多內容:隕石

標籤: 天文學

“宇宙的組成部分是什麼??概念、特徵、物質和能量有哪些類型” 的相關文章

什麼是猴子??概念、繁殖和壽命

什麼是猴子??概念、繁殖和壽命

我們向您解釋有關猴子的一切,包括它生活在哪裡、吃什麼以及其他特徵。另外,它的繁殖情況如何以及它的壽命有多長。根據物種的不同,猴子的生活模式可能截然不同。什麼是猴子?猴子一詞通俗地指的是200種已知的有尾靈長類動物,可分為闊鼻猴(新世界猴)或頸猿類(舊世界猴),因為它們可以過著截然不同的生活模式。猴子...

什麼是恆星?太陽系恆星、恆星類型及特徵

什麼是恆星?太陽系恆星、恆星類型及特徵

我們解釋什麼是恆星以及什麼是太陽系的恆星。此外,還包括存在的恆星類型及其特徵。並非所有現有恆星都是肉眼可見的。恆星是什麼?從天文學的角度來看,宇宙中存在的各種物理實體被稱為恆星,或更正式地稱為天體。嚴格來說,恆星是奇異的、獨特的元素,其存在是透過空間觀測的科學方法假設或證明的;因此,它們構成了一類天...

什麼是獵戶座星雲?一些特徵和如何被發現的

什麼是獵戶座星雲?一些特徵和如何被發現的

我們解釋什麼是獵戶座星雲、它的一些特徵以及它是如何被發現的。獵戶座星雲的名字來自於它所在的星座。什麼是獵戶座星雲?它被稱為獵戶座星雲,也稱為梅西耶 42、M42 或 NGC-1976,是從地球上可觀測到的天空中最亮的星雲之一,位於獵戶座,大約在 1270 到 1276 年前。的星球。它的直徑為 24...

什麼是脊椎動物?概念、特徵、分類以及例子

什麼是脊椎動物?概念、特徵、分類以及例子

我們解釋什麼是脊椎動物以及這些動物是如何分類的。此外,還有脊椎動物的特徵和例子。脊椎動物有一個保護大腦的頭骨。什麼是脊椎動物?脊椎動物是動物界中極其多樣化的群體,由近 62,000 種現有物種和許多已滅絕物種組成,它們的個體都有一個共同點,即都有脊柱或脊柱,將身體分為兩側對稱的兩個部分。脊椎動物還具...

什麼是系統學?概念、特徵、生物學分支和流派

什麼是系統學?概念、特徵、生物學分支和流派

我們解釋什麼是系統學以及這個生物學分支的職責。還有,系統神學有哪些流派。 系統學負責生物多樣性的描述和解釋。 什麼是系統學? 系統學被理解為生物學的一個分支,根據對已知生物的演化或系統發育歷史的...

什麼是生物因素?概念、特徵、分類以及與非生物因素的關係

什麼是生物因素?概念、特徵、分類以及與非生物因素的關係

我們解釋什麼是生物因素以及它們如何分類。生物因素的例子以及它們與非生物因素的關係。動物是生物,因此它們是生物因素。生物因素有哪些?生物因素是指所有具有生命的因素,即它們屬於生命王國之一,它們的相互作用旨在其物種的生存和繁殖。換句話說,生物因素是生態系統中的所有生物以及它們之間發生的所有相互作用。它們...