- Tiểu hành tinh trong khoa học viễn tưởng
Sự hình thành vũ trụ và hệ mặt trờ
Thuyết Big Bang
Thực nghiệm cho biết vũ trụ đang dãn nở, các thiên thể đang rời xa nhau. Vậy nếu đi ngược lại thời gian, các thiên thể sẽ tiến lại gần nhau, thể tích vũ trụ sẽ co dần lại. Tại một thời điểm nào đó, toàn bộ vũ trụ sẽ co lại thành một chất điểm, có khối lượng, năng lượng và nhiệt độ vô cùng lớn.
Dựa trên lý luận này, George Lemaitre người Bỉ và sau đó George Gamow cùng Alexandre Priedmann người Nga, bằng các phép tính có cơ sở vật lý đúng đắn, đã nêu ra học thuyết về sự hình thành của vũ trụ, gọi là thuyết Big Bang. Thuyết này cho rằng vũ trụ được sinh ra cách đây khoảng 15 tỷ năm từ một quả trứng cực nhỏ, có khối lượng (M), năng lượng (E) và nhiệt độ (T) cực lớn bởi một vụ nổ lớn gọi là Big Bang. Vụ nổ này tạo ra không gian - thời gian và toàn bộ Vũ trụ, theo quá trình dãn nở như sau:
Bảng: Tóm tắt lịch sử của Vũ trụ
τThời gian
Nhiệt độT
(K) Thành phần của Vũ trụ Đặc điểm của Vũ trụ 10-43s≤ τ 1032K≥T Một chất điểm có M, E, T cực lớn 1 siêu lực, r = 10-35m 10-35s 1027K Chân không lượng tử, trường năng lượng đồng nhất 2 lực: Điện hạt nhân (HN), hấp dẫn (HD) 10-32s 1025K Dãn nở tạo không gian, ngưng kết 3 lực: HN, điện từ (ĐT) và HD 10-12s 1015K Nhiệt độ giảm, tạo hạt quarks 3 lực: HN, ĐT và HD
10-6s 1013K Tạo photon, điện tử, lepton 4 lực: HN, ĐT, Từ trường yế và HD 3phút 106K Tạo proton, neutron P = uud, n = udd
3.105năm 104K Tạo nhân H, He He = 2p2n, hạt nhân H 109 năm 102K Tạo khí H2, He, tinh vân và các thiên hà Có khí H2, tinh vân
1010năm 10 K Tạo mặt trời, hệ MT, tạo các nguyên tố nặng Có thiên hà, các sao, hành tinh 12.109n 7 K Tạo khí quyển, lục địa, núi Tạo nguyên tố nặng, sao thứ cấp, núi 14.109 n 5 K Tạo nước, đại dương, vi khuẩn, tảo, sinh vật Có nước, đại dương, sinh vật 15.109n 3 K Tạo động vật, khỉ, người Sinh vật cao, khỉ, người Một tỷ năm sau vụ nổ Big Bang, Vũ trụ dãn nở làm nhiệt độ giảm đến 100K. Lúc này các nhân H, He kết hợp với điện tử tạo ra phân tử khí H2, He. Các khí này quây tụ thành từng đám trong thiên hà. Từ mỗi đám bụi này, do tác dụng của lực hấp dẫn, sẽ dần dần hình thành một hệ mặt trời.
Hệ mặt trời của ta thuộc thế hệ thứ 3, được sinh ra từ một đám mây bụi và khí có kích thước hàng ngàn tỷ kilômét.
Hình 2
Dưới tác dụng của lực hấp dẫn, đám mây bắt đầu co lại, dẹt đi, và tâm của nó trở nên đặc và nóng dần, đến mức có thể khởi phát các phản ứng hạt nhân và trở thành mặt trời. Khí và bụi ít đặc hơn phía ngoài sẽ quay quanh mặt trời, kết thành các vành đai, ngưng tụ thành các hành tinh và tiểu hành tinh. Phần khí loãng quanh hành tinh cũng ngưng kết theo cách tương tự để tạo ra các vệ tinh quay quanh hành tinh.
Hệ mặt trời gồm có mặt trời và 9 hành tinh quay quanh nó, theo các quỹ đạo ellip gần tròn. Vòng trong có 4 hành tinh dạng rắn là sao Thủy, sao Kim, quả Đất, sao Hỏa, vòng ngoài có 5 hành tinh dạng khí là sao Mộc, sao Thổ, sao Thiên Vương, sao Hải Vương, sao Diêm Vương.
Giữa sao Hỏa và sao Mộc có một vành đai gồm các tiểu hành tinh với đường kính từ vài chục mét tới vài trăm kilômét.
Các hành tinh đều có từ 1 đến 22 vệ tinh, trừ sao Thủy và sao Kim. Ngoài ra còn có một số sao chổi, gồm một nhân rắn chứa bụi và nước đá với một đuôi hơi nước kéo dài hàng triệu kilômét quay quanh mặt trời theo quỹ đạo ellip rất dẹt.