自然与人—12  太阳系里各大行星的年龄和寿命

李开乐

    从核球喷射论出发，我们还可以进一步探讨一下自己的太阳系里各行星的更多情况。本部分主要是分析大行星们的年龄和寿命情况。

自然与人-12.1   太阳系里各大行星年龄的相互比较

    摘要：行星的体积大小不代表年龄大小。行星对太阳的平均距离、行星的密度、行星的自转角速度等因素可以某种程度地反映行星的年龄大小。

    在太阳系里现有已知的八大行星中，木星的个子最大，质量也最大。木星的质量是地球质量的318倍左右，不少人习惯称它为行星中的老大。可是，这个“老大”并不能表示它就是太阳最先诞生出来的大哥、大姐，这也正如人类的兄弟姐妹之间，个子最大的并不一定是大哥大姐一样。那么，究竟怎样才可能分清行星之间的年龄大小呢？有些情况虽然在前面已经有所提及，但为了分析和比较，我们在这里还是再做些综合,主要提出如下几点。

    ⑴  行星对太阳的平均距离

    很明显，在地球上发射人造卫星的时候，没有更加强力的火箭就无法将卫星送入更加远的轨道。太阳在喷射出行星时道理也一样，只有当太阳最年轻、温度最高的时候，其热核反应才是最强烈的，那时所产生的最强大的爆发力，才可能把所喷射出来的行星送得最远。据此可以大致地说，绕太阳公转的轨道半径越大的行星，诞生时间一般都越早，反之就比较迟。

    ⑵  行星的密度

    我们从更后面的详细分析将可知道，当初的太阳液态球喷射出行星时，由于气体从内向外排放的过程是挤开了内部液体，所以真正喷走的主要只是表层的物质。而且，更重要的是，强烈的电磁输送通道会像大吸尘器一样，将太阳表层更大量的轻浮物吸集到环流中心之后一起喷射出来，所以就使得诞生较早，离太阳较远（即R较大）的行星，其密度ρ多数都比较小。我们还可以计算得出各行星的R与ρ的相关系数等于-67.7%，可知行星的密度与行星距离太阳的远近之间确实存在着比较密切的反相关关系。这与前面的⑴所讨论的情况比较吻合。也就是说，离太阳较远的行星一般就是密度较小的行星，因为两者都与太阳较早喷射出来相联系在一起。

    ⑶  行星的自转角速度

    地球的自转角速度在不断减慢，这已经是肯定的，考古的结果和天文界现时的精确观测都可作证。尽管地球公转的动能与自转动能之间可以互相转换，但自从地球进入了相对稳定的公转轨道之后，这种互相转换已经是一种循环过程。虽然当地球从远日点向着近日点移动时会使公转加速，自转动能部分转换为公转动能，使自转有所减慢，但当地球从近日点向着远日点移动而使公转减速时，公转动能又部分转换为自转动能而令自转重新加快了。所以，只要地球的公转半径无明显变化，其公转线速度的平均值就无明显变化，从而对地球自转也就不会有明显影响。因此，地球自转速度的不断减慢趋势必然另有其因，这主要应该是由于球体内液体环流能量的消耗，以及海洋中的洋流和大气环流因碰撞和摩擦散热也使整个地球系统能量造成损失，还有星际物质对地球的碰撞等，才使得地球自转有了减慢趋势。地球如此，其它行星乃至其它更高档级的天体都一样，也必然会因各自不同的能量消耗速率而不同程度地使自转速度处于逐渐减慢之中。

    虽然星际物质对地球的摩擦和碰撞作用，也必然会使地球的公转速度或绕太阳转动的半径发生微妙变化，但至今似乎尚未有相应的观测事实，这就说明地球公转半径的变化是更加缓慢和微弱的。有文献说，“大约在4亿年前，地球上每年有400多天”【13】，现在每年只有365天，这又明确地显示出地球自转速度的减慢比起公转速度的减慢明显了很多。这样一来，地球自转角速度ω与地球公转半径R的比值必然要随时间发生变化。时间越长，比值ω/R就越小，初生时期ω/R应该具有最大值。这种关系对于其它行星也都一样。据此，我们可以由表11.6-1从另一个角度对行星的年龄趋势进行比较。显然，除了水星和金星之外，其它各行星的一般情况是，离太阳越远，ω/R比值越小，也即说明行星的年龄越大。

    从上述对各行星年龄大小的相互比较分析中，我们可以发现，尽管⑴～⑶几种方法不一定都道理充分，但它们的讨论结果却比较一致，这就增大了可信度。也就是说，想要比较各行星年龄的大小，必须从多个方面进行综合考虑。

    参考文献：

    【13】游性括、谷湘潜，1997年，不同地转速度下的各季大气环流及气候异常的数值模拟，《大气科学》期刊，21(5)，545~551。