太阳系是怎么形成的

Question

如题所述

Answer 1

我们的太阳系中有八大行星和三百多颗卫星，它们都围绕太阳有序运转。但起初并非如此，太阳系经历过一段漫长而激烈的演变。我们今天看到的太阳系，都是早期混沌状态的最终幸存者。太阳系自诞生之日起，就是按照同样的方式运转。

在50亿年前，银河系的某个深处。一大片星际云团在引力的作用下逐渐收缩，慢慢聚集成一团。而位于中心很小区域内的气体，在重力的挤压下，形成了具有超高密度和温度的球体，这就是原始的恒星。引力作用持续而强烈，气体和灰尘颗粒被不断吸入并相互加压，产生了越来越多的热量。在未来50万年的时间里，年轻的恒星将变得更小，并变得更亮、更热。核心区域的温度将逐渐达到1500万摄氏度。随着温度的逐渐升高，内核开始产生核聚变反应。巨大的能量向四周喷出，形成强大能量风。能量风吹离了那些太阳四周，尚未被来得及吸入的灰尘与气体。一颗恒星就是这样形成的，这颗恒星就是我们的太阳。

在太阳形成之后，大量远处的星际气体、岩石和冰封碎片，在太阳引力的作用下围绕太阳公转。而这些气体、尘埃、岩石和冰块碎片就是未来行星、卫星、小行星和彗星的萌芽。

在太空零重力状态下，尘埃颗粒不会四散悬浮，而是会在引力的作用下聚成一团。宇宙尘埃就是这样形成了行星。尘埃颗粒在引力的作用下碰撞并依靠引力和一些静电粘连在一起，聚集更大的尘埃团。接着形成岩块，接着形成巨石——

巨石越大，引力就越强，它开始依靠引力吞噬周围的一切，从而越长越大。巨石变得更大、更重，吞噬的岩块也越来越大，这一过程在天文学中被称为“吸积”。最后，有些巨石变成了行星。这是我们的太阳系46亿年轻发生的那一幕。新生的太阳系，大约有100颗行星围绕着太阳运行。新生的太阳系“交通拥挤”，碰撞不可避免。

所有的恒星系在诞生之初都处于暴力状态，我们的太阳系也不例外。太阳系最初有100颗初生的行星，那么100多颗行星是如何演化成现在的八大行星呢？行星会相互撞击，有些会彼此融合成更大的行星，有些则可能一起粉身碎骨。有些行星会变得巨大，碰撞也更为激烈。行星相互撞击，个头越大，越容易幸存。其它行星，则难免粉身碎骨。

某个庞然大物撞击了早期的水星，将水星的地壳剥离，只留下铁质的内核。早期的地球也未能幸免，一颗火星大小的行星撞击了早期的地球。虽然是侧面的撞击，但冲击波弹飞了地球的大部分地壳层。这些地壳碎片进入绕地轨道中，最终形成了现在的月球。而火星在早期也遭受了剧烈地撞击，因此它北半球的地壳比南半球的要薄。太阳系的很多行星，都能早到在早期混沌状态下，历经剧烈撞击的证据——

这些撞击减少了幼年行星的数量，同时它们的残骸，又能为幸存下来的行星“添砖加瓦”。最终，这100多颗幼年行星历经了大量的毁灭与碰撞后，有点融合成了现在的八大行星。有的则被更大的行星所俘获，称为这颗行星的卫星。而有的在混沌中幸存了下来，称为了小行星或者彗星，这就是太阳系诞生的方式。

其实，每一个太阳系（恒星系）的诞生，都要经历这样的过程，这就是它们诞生的方式。

Answer 2

太阳系是原始太阳爆炸形成的
太阳系是怎样形成的，这是天文学的基础理论之一，这一基础理论搞不清楚，其他的很多天文学理论就搞不清楚。可到目前为止，太阳系是怎样形成的科学家们也没搞清楚。
地球膨裂说认为，太阳系是原始太阳爆炸形成的。46亿年前，太阳因内部的核聚变而发生爆炸，飞出许多熔融的火球，这些熔融的火球冷却后形成了行星、月亮、小行星、卫星和慧星，地球就是其中之一。一些大的火球在冷却的过程中，由于受到表面张力的作用，形成了球形。一些小的火球来不及收缩成球形，而冷却成了不规则的形状，形成了火星和木星间的小行星带、小行星。一些小一点的火球由于离大火球较近而被“俘获”，形成了大火球的卫星。一些离太阳较近的行星具有较重的物质；一些离太阳较远的行星，具有较轻的物质。这是因为离太阳较远的行星具有的液态氢等物质和太阳表面的熔融物质一样，并且较轻，而且处在太阳表面，因此它们在太阳爆炸时获得了较大的离心力，飞离太阳较远；距离太阳较近的行星具有的岩石、金属等物质和太阳表面下面的熔融物质一样，并且较重，而且处在太阳表面的下面，因此它们在太阳爆炸时获得了较小的离心力飞离太阳较近。
太阳系是原始太阳爆炸形成的证据：
1、质量守衡
经科学家们观测，太阳的质量是太阳系质量的99.87%，太阳系中行星的质量是太阳系的0.13% （1）。那么太阳的质量+太阳系中行星的质量=太阳系（原始太阳）的质量。也就是99.87%+0.13%=100%。这足已证明太阳系是原始太阳爆炸形成的。
2、角动量守衡
太阳角动量是太阳系的0.73% ，太阳系中行星的角动量是太阳系的99.27%
（2）。那么太阳的角动量+太阳系中行星的角动量=太阳系（原始太阳）的角动量。也就是0.73%+99.27%=100% 。这足已证明太阳系是原始太阳爆炸形成的。
3、能量守衡（转动能量守衡）
因为天文计算中不可能绝对准确，所以我们可以把天文学家们关于太阳、行星的质量，太阳、行星的角动量占太阳系的百分比看成是整数。也就是把太阳的质量看成是太阳系质量的99.%，太阳系中行星的质量看成是太阳系的1% 、太阳的角动量看成是太阳系的1%，太阳系中行星的角动量看成是太阳系的99% 。这也就是说太阳的质量和行星的质量之比为99/1，太阳的角动量和行星的角动量之比为1/99。这也就是说太阳的质量和行星的质量之比和太阳的角动量和行星的角动量之比互为倒数1/99=1/99。
我们设太阳的质量为m ，太阳系中行星的质量为m1 ，根据角动量公式mr2ω，设太阳的角动量为mr2ω ，太阳系中行星的角动量为m1r12ω1 。这样太阳的质量和行星的质量之比与太阳的角动量和行星的角动量之比互为倒数，也就是m1/ m= mr2ω/m1r12ω1 （1） 。
我们假设太阳系是原始太阳爆炸形成的。原始太阳爆炸形成太阳系之后，行星在太阳万有引力的拖拽下围绕太阳公转，太阳的转动能就会不断向行星转移，直至太阳的转动能等于行星的转动能为止。
根据实心球转动能公式E=2/5mr2ω2，我们设太阳的转动能为E=2/5mr2ω2 ,太阳系中行星的转动能为E1=2/5 m1r12ω12 。太阳的转动能等于行星的转动能，也就是2/5 mr2ω2 =2/5 m1r12ω12 ， 也就是mr2ω2 = m1r12ω12 （2） 。
根据（2）式得出 mr2ω/m1r12ω1= ω1/ω （3）
根据（1）、（3）式得出 m1/ m =ω1/ω （4）
根据（1）、（4）式得出ω1/ω= mr2ω/m1r12ω1 （5）
根据（5）式得出mr2ω2 = m1r12ω12 （6）
根据（6）式得出我们假设的（2）式成立，太阳的转动能=太阳系中行星的转动能，太阳的转动能+太阳系中行星的转动能=原始太阳的转动能，转动能守衡。
4、行星的公转轨道是椭圆形。我们知道，椭圆形公转轨道是因为离心力大于向心力；圆形公转轨道是因为离心力等于向心力。以地球为例，地球在近日点自西向东公转时，离心力大于向心力，所以地球离太阳越来越远，到远日点时离心力等于向心力：地球在远日点自西向东公转时离心力小于向心力，所以地球离太阳越来越近，到近日点时离心力大于向心力。
地球的公转轨道为什么是椭圆形呢？地球膨裂说认为，因为地球是太阳发生爆炸飞离太阳的，所以离心力大于向心力。这就像人造卫星的初始地球轨道是椭圆形一样。因为人造卫星是从地球上发射出去的，人造卫星有一个飞离地球的离心力，而且离心力大于向心力，因此人造卫星的初始地球轨道是椭圆形。因为人造卫星是被月球“俘获”的，离心力等于向心力，所以人造卫星的初始月球轨道为是圆形
按照星云说的观点，太阳和行星是同源的，它们都是原始星云形成的，因此它们的公转轨道应该是圆形的。
5、八大行星的近日点都在太阳的同一侧。为什么八大行星的近日点都在太阳的同一侧呢？这是因为八大行星是在太阳近日点的一次爆炸时同时飞出的。这就像人造卫星的地球公转轨道近地点就是人造卫星的发射点一样。
按照星云说的观点，太阳和行星是同源的，不可能八大行星的近日点都在太阳的同一侧。
6、太阳系角动量分布异常
我们假设太阳系是原始太阳爆炸形成的，就应该太阳的转动能等于行星的转动能，也就是mr2ω2 = m1r12ω12 （2）。
根据（2）式得出mrω2 /m1r1ω12= r1/r （3）
根据（1）、（3）式得出 m1/ m = r1/r （4）
根据（1）、（4）式得出 r1/r = mrω2 /m1r1ω12 （5）
根据（5）式得出mr2ω2 = m1r12ω12 （6）
因为m1/ m =1/99，所以 mrω2 /m1r1ω12=1/99 。
也就是行星的角动量是太阳系角动量的99% 。
因此，太阳系角动量分布异常是原始太阳爆炸形成太阳系的证据。
如果太阳系是原始星云形成的，上述太阳系是原始太阳爆炸形成的6个证据就无法解释。
参考文献：
（1）、查百度：“太阳的质量是太阳系质量的99.87%，太阳系中行星的质量是太阳系的0.13%”。
（2）、查百度：“太阳角动量是太阳系的0.73% ，太阳系中行星的角动量是太阳系的99.27%”。
作者：赖柏林

Answer 3

太阳系是如何组成排列的呢？首先地球是太阳系的几大行星之一，离太阳最近的是水星，最远的是海王星，最亮的是金星。

Answer 4

关于太阳系的成因，依据绕太阳运动的天体形成位置，主要有两种理论：系内成因理论、系外成因理论。

系内成因理论认为：绕太阳运动的行星等天体是在太阳系内形成的。传统理论属于这种理论，包括：星云说、灾变说、捕获说。

系内成因说难以解释：金星自转逆行，哈雷彗星公转反向，地球倾斜在轨道运动，天王星躺在轨道运动，木星土星的卫星的公转有的顺行，有的逆行，等，这些太阳系现象。

系外成因理论是我国学者江发世提出来的。江氏观点：绕太阳运动的行星等天体是在太阳系外的宇宙空间形成的，当这些天体运动到太阳附近是被太阳捕获，产生公转与自转，成为绕太阳运动的天体。

江发世太阳系成因理论（节选）

太阳系是由行星、彗星等天体绕中心星球太阳所组成的绕转运动组合体。

在太阳系中有系中系，如行星和卫星所组成的行星系，卫星和绕其转动的子卫星所组成的卫星系，等等。太阳系是一个年老的、规则的、中心式的椭圆星系。

太阳系的一些特征:

（1）、 星球轨道形状特征

绕太阳公转的星球轨道形状为：近圆形、椭圆形、抛物线形和双曲线形。在太阳系中，水星、金星、地球、火星等，它们的绕太阳公转轨道形状为近圆形，而外围的其它行星公转轨道为椭圆形。太阳系的彗星公转轨道为椭圆形、抛物线形和双曲线形，图1-5是太阳系模式图，图1-6是彗星轨道图。

                                                     图1-5  太阳系模式图

                                                    图1-6  彗星轨道图 

（2）、 星球公转方向特征

绕太阳公转的星球，九颗行星都为逆时针方向公转，而有些彗星如哈雷彗星为顺时针方向绕太阳公转。

（3）、星球自转方向特征

太阳系的金星自转方向为顺时针，它的自转与它的公转方向相反。而其它八颗行星都为逆时针方向自转并同公转方向相同。

（4）、星球分布特征

太阳系的九颗行星公转轨道面都在太阳赤阳面两侧附近，而彗星的公转轨道面从太阳两极到太阳赤道各纬度都有分布。图1-7是彗星轨道倾角即在太阳周围不同纬度的分布图。

                                                  图1-7  彗星在太阳周围分布图

（5）、星球运动姿势特征

地球是倾斜在轨道上自转，天王星是躺着在轨道上自转，其它几颗星球为直立或倾斜在轨道上自转。

（6）、太阳系内星系特征

由彗星和行星绕太阳旋转所形成的太阳系的上述五个特征，对于由卫星绕行星旋转所形成的行星系来说基本相同。

 

1.3. 模拟试验

一个太阳系成因理论或叫假说不仅能解释太阳系的特征，而且也能解释行星系和其它星系的特征。

为了研究太阳系的成因和解释太阳系的特征，用一块磁铁和一个小铁球，做以下试验：

1.3.1． 试验一

小铁球用线吊起来挂在空中不动，将用线吊着的磁铁块和小铁球在一个水平面上，磁铁块在小铁球的西面，由北向南运动，如图1-8。

                                          图1-8 磁铁快从铁球西侧运动示意图

试验结果如下(见图1-9)：

当两者相距适当的运动距离，如果磁铁块运动速度慢，在靠近小铁球时，小铁球就被磁铁块吸了去(图1-9A)；当磁铁块以适当的速度运行时，小铁球就会沿着一个近圆形轨迹绕磁铁块转动(图1-9B)；当磁铁块以较快的速度从小铁球一侧通过时，小铁球就是一个抛物线弧形或双曲线弧形从磁铁块一侧运动过去（图1-9C）。同时小铁球也产生如图E方向的自传。

                                                    图 1-9  试验一结果示意图 

1.3.2．试验二

如同试验一，不同的是：让磁铁块在小铁球的东侧由南向北运动，如图1-10。

                                            图1-10  磁铁快从铁球东侧运动示意图

试验结果如下：

公转和自传方向就完全反向了。

1.3.3．试验三

如同试验一，不同的是，让小铁球沿F方向自传，然后磁铁块在小铁球西侧由北向南运动，如图1-11。

                                       图 1-11 试验三模拟试验结果示意图

试验结果如下：

小铁球仍然沿F方向转动，只是自传速度变慢了。

1.4. 太阳系起源

太阳从宇宙中捕获行星、彗星产生绕转运动组合体，形成太阳系。

1.4.1  绕太阳公转轨道形状的成因

太阳系成员的轨道形状由进入太阳系时的相对速度和相对距离等因素决定。太阳所捕获的行星或彗星其运动速度小了，就“掉”进太阳了；速度正好，其轨道形状为近圆形；其速度大一点，轨道形状为椭圆形；如果速度再大一点，其轨道形状就成为抛物线形或双曲线形。

1.4.2  太阳各纬度都有星球分布的成因

独立在宇宙中运行的天体，它可以从各个方向和各种角度飞近太阳的身边，这些天体能够从太阳两极处和各纬度及赤道被太阳捕获而成为太阳系的成员。因此在太阳赤道面附近和极处及各纬度都有星球分布。

1.4.3  行星集中在太阳赤道附近的成因

太阳是一个巨大的引力球，这个引力球是绕轴自转的，自转就会产生离心力。离心力在球的极处最小，在近赤道处离心力大。所以太阳系年龄老的行星在太阳自转离心力场的作用下集中到太阳赤道面附近。

地质力学创始人李四光做了球体离心试验，试验如下：

图1-15是地质力学的模拟实验：在直径20厘米的泡沫塑料球体上，涂16层聚醋酸乙烯乳液，构成厚约3毫米的薄膜，经电动机旋转加力（500转/分），在近球体赤道附近，于试料上形成一系列近东西向的褶曲。地质力学所作的上述模拟试验完全证明，所有旋转球体都会产生自两极向赤道方向的离心力，其表面物质也将在离心力作用下产生变化。

                                            图1-15  地质力学的模拟试验

1.4.4   星球直立、倾斜和躺在轨道运行的成因

在太阳系中，在轨道上直立自转的行星，它们就是在太阳赤道面被太阳捕获的。倾斜在轨道上自转的行星，是在太阳相应的纬度处被太阳捕获的，后来在太阳离心力场的作用下运行到了现在的位置。横躺在轨道上自转的天王星，是在太阳极处被太阳捕获的，以后在太阳引力场的离心力作用下来到了太阳赤道面附近。

1.4.5  星球公转反向（如哈雷彗星）的成因

同向公轨的太阳系天体，它们是在同一侧被太阳捕获的。公转反向运行的天体，是在太阳的另一侧被太阳捕获的。

1.4.6  星球自转反向的成因

自转反向的金星，说明它在被太阳捕获之前就已是顺时针方向自转着的。当它被太阳捕获时，所产生的潮汐扭动力小于原来已有的自转力。所以金星仍然保存原来的自转方向，只不过是自转速度已变的特别慢，自转周期特长。

1.4.7  行星系的成因

行星周围的卫星形成过程同太阳系。而且在卫星的周围可能存在子卫星和孙卫星，小行星和彗星的周围都可以有卫星，都可以形成绕转运动组合体即星系，它们的成因和太阳系的成因一样。

在宇宙中，所有星系的成因是相同的。

 

1.5. 太阳系成因假说简介

将一些有代表性的太阳系成因理论或假说简介如下。

1.5.1． 布封学说

法国动物学家布封在1745年提出：曾经有一个大彗星碰到了太阳，使太阳转动起来。碰出来的一些物质形成了行星和次一级的卫星，并使之绕中心天体转动起来。这个学说叫做彗星碰撞学说。

1.5.2． 张伯伦学说

美国地质学家张伯伦在1900年提出：曾经有一个恒星走到离太阳很近的地方，由于潮汐力的作用，在太阳两面形成巨大的潮，就象我们现在所见到的日珥。在这两个巨大的潮中有气体、液体和固体。固体聚集成块叫做星子，由这些星子发展成为行星等绕太阳转动的天体。这个学说也叫做星子学说。

1.5.3． 谢伊学说

美国天文学家谢伊于1910年提出：有两个星云相碰，在碰撞后的星云中形成了太阳，其它物质形成行星。也叫星云碰撞学说。

1.5.4． 阿亨尼学说

瑞典化学家阿亨尼于1908年提出：有两个恒星沿着一个角度侧面相撞，使这两个恒星变为一个恒星，由于侧向相撞所以产生了转动。相撞后所飞出的物质形成行星等天体。这个学说也叫侧撞恒星合拼学说。

1.5.5． 毕克顿学说

西新兰科学家毕克顿于1881年提出：一个恒星接近太阳时，潮汐作用，使太阳和另颗恒星都发生变形，在两者中间分出呈卵形的物体，这些物体成为绕太阳转动的行星。用该学者自己的形象说法，两个相接近的恒星潮汐力所拉出的物体就象宇宙中的火花。有人将该学说称为宇宙火花学说。

1.5.6． 罗素学说

美国天文学家罗素于1935年提出：太阳曾经是一对双星，后来有一颗恒星走近将其中一颗子星拉走，被拉走时留下了一长条物质，这些物质后来形成了行星。这个学说也叫双星学说。

1.5.7． 魏扎克学说

德国天文学家魏扎克于1944年提出：太阳形成后被一个气体尘埃云包围着，这个云由于旋转而变扁，形成了星云盘，后来星云盘形成行星。这个学说可以叫做太阳进入星云学说。

1.5.8． 费森柯夫学说

前苏联天文学家费森柯夫于1919年提出：形成行星的物质全部是从太阳上抛射出来的，由于原来的太阳质量大、含氢量高，自转速度快而且不稳定，因此抛射出形成行星的物质。这个学说叫做太阳自身抛射学说。

1.5.9． 伯克兰学说

挪威科学家伯克兰于1912年指出：电磁力在太阳系形成过程中起到重要作用。太阳从一开始就有磁场，太阳抛射出的离子，沿着磁力线在螺旋轨道上向外运动，停留在一些圆上，圆的半径决定了电子电荷和离子质量的比率，这样就形成了一系列的球，不同的球由不同的离子组成。这个球的物质后来集聚形成一个行星。这个学说叫做离子集聚学说。

1.5.10． 麦克雷学说

英国天文学家麦克雷于1960年提出：形成太阳系的大星云首先破裂为许多小星云，这些小星云具有随机的运动和转动速度及方向。小星云常常相互碰撞，绝大部分结合起来形成了太阳，另外一部分小星云形成了行星。这个学说可以叫做原云先碎后聚学说。

1.5.11． 瓦尔科维奇学说

罗马尼亚物理学家瓦尔科维奇于1964年提出：太阳系内的类地行星是同太阳星云外围部分或由太阳抛射出的物质形成的，而类木行星是太阳在星际空间运行时，从遇到的星际云中所俘获的物质形成的。这个学说叫做异源分步形成学说。

1.5.12． 布郎学说

美国物理学家布郎于1971年提出：在过去有一个质量是太阳50-100倍大的超新星爆发时，抛射物中的一个碎块形成了今天的太阳系。该学说叫做超新星爆发碎块成因学说。

1.5.13． 米特拉学说

印度天文学家米特拉于1975年提出：太阳系是以星团方式集体产生的。在宇宙中有一个很大的星际云由于自吸引出现湍流，进而形成一个星团，这个星团逐渐互相散开，原太阳是其中一个初始角动量几乎为零的成员星。以后，原太阳在绕银心转动的过程中，不断吸积那些与其自己轨道相似的颗粒，逐渐形成一个围绕太阳的球形包层，进而演化为星云盘，并且由于它的角动量传给了原太阳而使太阳自转起来。这个学说可以叫做星团散开形成太阳学说。

1.5.14． 康德和拉普拉斯学说

康德是德国哲学家，生于1724年，死于1804年。拉普拉斯是法国数学家和物理力学家。生于1749年，死于1827年。这两位太阳系星云学说创始人在互相不知道的情况下，分别发表了内容大体相同的太阳系起源学说即星云学说。

太阳系起源星云学说为大多数天文学家认可。从十八世纪到现在虽然已经过去了二百多年，在这期间有许多科学家提出过有关太阳系起源的星云学说，尽管这些学说在某些方面和某些形成机制上都有自己的见解，但总的宗旨没有离开康德――拉普拉斯星云学说。

太阳系起源星云学说宗旨就是一句话：太阳系是从一个星云中形成的。在这个星云中有气体、有尘埃、有冰块、有大大小小的固体物质。在万有引力作用下物质相互吸引，星云体积在缩小。在这个星云的中心形成了太阳。由于星云原始存在转动，在体积缩小时，因为角动量守恒，星云转动加快，变成扁球状。扁平面上的星云继续收缩形成了现在的共面同方向转动的行星。