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对太阳系演化过程中未解之谜的看法作者：邓延忠，邓云峰一
太阳系演化过程的总体规律
太阳系是银河系的一部分，与银河系的形成模式大同小异，都是由一团旋转着的球状星云形成。不过太阳系是由银河系第二代超新星爆发产生的物质形成，所以化学元素组成中比第一代重元素含量较多，共含六十多种化学元素，按质量计算，最丰富的是氢，占71%，其次为氦，占27%，剩余2%为氧，氮，氖，碳，镁，铝，硅，钙，硫，镍，铁等构成橄榄石，辉石，奥长石，铁镍合金及陨硫铁等矿物，组成平均直径约1毫米 的碳质球粒构成宇宙尘埃。不同之处是太阳系比银河系的规模小得多；银河大星云演化成银河系开始时间在100亿年前，太阳系原始星云演化为太阳系开始在50亿年前。因为太阳距银河系最近的恒星是半人马座的比邻星，它们之间距离为4.2光年，比邻星质量略大，为太阳的1.1倍，从引力划分势力范围来看，太阳系原始星云的半径不会超过两光年，和其它冷星云一样，温度在10-100K之间，从北极星看来它是逆时针方向旋转的，这就是后来太阳系行星轨道运动及太阳自转方向具有同向性和共圆性的由来。接着进入漫长的引力收缩阶段，旋转半径不断地缩小，缩小到半径为数十光日后，因在旋转轴方向上无离心力，只有自身引力使其集中，使太阳原始星云由球形变成了中心较厚的圆盘形。这就是太阳系行星具有共面性的由来，但是由于这个圆盘整体没有薄到在一个平面上，使行星运动的轨道面和黄道面之间出现了较小的不同交角。与此同时，在中心引力的作用下，出现了重选分离，将一些密度较大的尘埃颗粒拉向内部，是后来形成类地行星密度大的原因之一。太阳星云盘继续引力收缩变小时，旋转半径变短，转速变快，随之离心力也更大，当外缘一圈离心力与向内的引力达到平衡时，外缘一圈停止收缩，并用外缘自身的引力拉着紧靠内部的物质，使环带具有一定的宽度。内部继续收缩使星云盘变小，于是内盘与外环脱离。内盘接着重演上述过程，最后形成从外到内，从大到小，一个套着一个像汽车轮胎一样的星胎，当然星胎没有外壁，只指形态而言。星胎内充满了气体和尘埃粒子，称为星子，后来由星子聚集发展形成星体。
在木星星胎形成的晚期，太阳星云盘中心已进入赫罗图中的主序星阶段，这时中心温度经引力收缩上升到700万度左右，氢核聚变成氦核的热核反应已经开始，产生了强烈的向外辐射，从太阳星云盘内部吹出了强烈的太阳风，于是太阳风又产生了风选，将太阳星云盘内部轻的气体粒子吹向外部，首当其冲的被木星星胎拦截，剩余的被土星，天王星，海王星星胎拦截，这是它们成为巨行星质量大密度小的原因之二。由星云盘分离成星胎，星胎中星子聚集成行星的过程中，自始至终遵守离心力与引力相等的原则，两力相等公式化简后为：V2R=887.444.式中V为行星轨道平均速度，单位为公里/秒；R为行星轨道的半长径，单位为天文单位，即地球轨道半长径作为1的单位。此公式是维持太阳系现状秩序的关键方程式，包括九大行星，小行星，慧星在内都遵守的极好。轨道速度从外到内依次增大，轨道半径从外到内依次变短，轨道圆周长度也从外到内依次变短。内部轨道路程短，又走的快，两因素使行星公转周期即它们一年的时间外比内长，如最外的冥王星，它的一年是我们地球的248年，而最内的水星，它的一年只是我们地球的88天。当太阳星云盘外缘的离心力与内部引力达到平衡的过程中，外缘一圈停止收缩并用自身的引力与内部太阳引力之间发生了争夺战，因内部太阳的引力与距离的平方成反比，距离又很远，敌不过外缘就近的引力，外缘就拉着紧靠内部的一圈星云物质，使环带具有一定的宽度，在形成下一环带时距太阳又近些，环带的引力敌不过太阳的引力，出现的环带宽度比外环窄些，就这样依次形成了外环宽内环窄的情况。后来由这些环带状的星胎中的星子聚集时，环带中心的星子聚集最快，成为行星，这就是行星轨道间距依次外比内大的原因。于是在间距大小，量度关系上出现了提丢斯——波德定律，按此定律的计算值与观测值都有误差，几颗外行星的误差达百分之几十，有个别完全不符合此定律，如金星与内部水星间的距离就比外部地球间的距离大，出现了反常现象，其原因我在后面谈金星时阐明。星胎中的星子聚集长大的过程，笔者认为初期靠极其微弱的万有引力是不可能的，即使两颗固体星子挨在一起，第三颗来到，稍碰撞又会使两星子分离，反作用力也不可能使第三颗星子和两颗中的任意一颗结合。只有液态星子靠近后的表面张力才能使它们瞬间牢固结合成一体。按温度可分为低温溶体星子和高温熔融星子两种，随着引力收缩的增温效应，两种液态星子在不同的发展阶段发挥着聚集作用。行星和它的卫星公转及自转方向总体来看具有同向性，从北极星看来是逆时针方向旋转的，从我们地球看去应该是自西向东旋转的，又由于地球自西向东的角速度超过它们的转速，我们在地球上看到太阳，月亮和星星都是东升西落，这是假象，却也表明了地球自西向东旋转的真象。逆时针方向旋转起源于太阳原始球状星云的转向就是如此。所以后来形成星云盘，由星云盘形成星胎，星胎中的星子和聚集成的星体总体都是逆时针方向旋转的。但巨行星中有些卫星是顺时针方向旋转的，其原因在后面说明。星胎中星子聚集成行星和卫星的过程是：来自星胎外部的星子，旋转半径变短，转速变快，来自内部的星子旋转半径变长，转速变慢，外快内慢的集结就像力偶作用一样，使长大的星子产生自转，自转方向总体也是逆时针方向的。星胎中心的星子处于闹市中心，兼并长大更快，像吸尘机一样沿着星胎中心轨道环绕搜索，长大速度快，就取得了霸主地位，成为行星，周围很多暂时卫星，卫星的卫星，在相互引力作用下，沿逆时针方向以满天落下的陨石方式聚集长大，保留在行星外围旋转并被我们现在见到的就成卫星。行星和卫星上出现陨石坑和周围起伏的环形山脉应是普遍存在的，但在高温融体的表面及后期变化中保留下来的很少。
在聚集长大的过程中保留了星子公转运动的方向和速度，聚集带来的动量形成了自转速度，使行星质量越大自转速度越快，自转周期就短。例如木星质量最大，自转速度就最快，自转周期就最短，它一天只有9小时50分，冥王星质量最小，自转速度慢，自转一周需6天9小时，金星自转一周需243天，另有原因在后面说明。再谈谈星子的聚集问题，除了彗星和小行星没有形成一颗大行星外，余下的每个星胎只形成了一颗大行星，是因星胎中心的星子最密集，聚集长大最快，引力捕获最强，形成了一颗大行星或环绕它的卫星，因星胎环带外比内宽，形成的卫星数一般也是外比内多。为什么星胎一环的星子都会集中到大行星这里呢？这是因为星胎星子的内外轨道速度是不同的，只要有一点速度差，无论是快的或慢的，它们在随圆轨道上运行，都有与大行星交会的时刻，这时就被大行星捕获。在轨道上星子与行星速度相等的概率极低，不能绝对排除有小行星，据报道已有发现，尚待进一步证实，我国天文学家李启斌曾发表用太阳系中一条旋臂与行星轨道相交造成引力势井来解释形成一颗大行星的假说。太阳系中从未发现过旋臂，在此本文上述可解释此一问题。
1755年到1796年，康德和拉普拉斯提出了太阳系起源的星云说，将行星的公转和太阳的自转看作统一体，因此应尊守转动角动量守恒定律，后来发现太阳占太阳系总质量的99.87%，而它的角动量只占太阳系总角动量的0.73%，行星总质量占太阳系的0.13%，却占角动量的99.27%，不符合角动量守恒定律，也就动摇了行星和太阳由一团星云形成的统一体，于是太阳系起源和演化问题吸引了许多科学家如雨后春笋般地产生了各种学说，二百多年来有影响的学说就有四十来种，归纳起来按物质来源的看法不同，除星云说外，还有俘获说，灾变说和双星说等几种。从本文看，笔者完全支持星云说的主张，在太阳星云盘早期处于冷星云阶段时，行星和太阳的物质颗粒都处于冰冻固体状态，应是符合角动量守恒定律的，后来的引力收缩增温，使太阳变成了气体，气体分子运动的我行我素无方向性，可以说角动量被蒸发了，进一步增温产生热核反应后，幅射到地球附近的粒子速度就高达每秒300～450公里，1958年美国物理学家帕克称之为“太阳风”，也可以说太阳减小的角动量是被太阳风吹走了，将大部分角动量変为热能转移给了外部的行星。
二太阳系木星和外部由低温溶体形成星子的特征
下面从太阳星云盘外缘最先分离的星胎环带由外到内谈起。慧星：它是由太阳星云盘外缘最早分离的星胎形成的，它已在太阳星云盘引力收缩过程中增温200多度。达到0℃ 以上时，冻结的水开始溶化，出现了低温溶体星子，在液体表面张力下接近的星子迅速地聚集长大。但远还没有聚集成为一颗行星，太阳星云盘就收缩而远远离去，使它们倍受冷落的留在太阳系的最外缘，于是它们又降温冻结成固体星子了。他们中即使长大的星子也谈不上多大引力效应，靠近的也能因互相碰撞破碎而变小分离，这是它们没有集中形成一颗行星的原因。又因它们是早期太阳星云还没有收缩成完美圆盘形时分离的，所以它们的共面性最差，有的处在盘上，有的处在盘下，有的处在盘中，处在盘中的具有共面性，形成椭圆轨道，具有周期性，但偏心率也很大。处于盘上或盘下的就形成抛物线或双曲线轨道，就不会有周期性。又因为它们的质量小，受到不同方向的吸引力摄动也可能改变轨道，来到太阳系内部，当慧星行近太阳时，幅射热使冻结物被蒸发成气体，在太阳风的吹拂下形成的慧发和慧尾总是背向太阳方向的，慧头是冻结的尘埃物质，解冻蒸发后是一团散沙，和地球相撞后地球是不会受到损伤的。目前已观测到的慧星有1400多颗，已算出600多颗周期慧星的周期，著名的哈雷慧星周期是76年，上一次通过近日点是1986年2月，恩克慧星的周期最短，为3.3年，但肉眼看不见它，比拉慧星周期为6.6年，后于1872年11月27日 解体，成了仙女座流星雨。1998年11月17日 所见著名的狮子座流星雨也应由慧星形成。
冥王星：它是接着彗星星胎分出后第二个星胎形成的，此时太阳星云盘的温度也更高一些，溶体星子没有冻结，就充分聚集长大成了一颗行星，由于仍处于太阳星盘边缘最薄地带，物质最少，所以质量最小，最后的聚集能使其熔融后冷却成固体，现今表面温度已降到-240℃ 。由于它是紧接着彗星星胎分出的，那时的太阳星云盘仍还没有发展成完美的盘形，所以共面性虽比彗星好得多，但在九大行星中相比是最差的，轨道面与黄道面之间夹角最大，达17.1度，轨道偏心率也最大，达0.256。它的公转轨道在九大行星的最外圈，所以最长，公转轨道速度最小，每秒只有4.74公里 ，所以它绕太阳一周的时间最长，即它的一年相当于地球的248年。自转周期也长，为地球的6.4天，这是由于它质量最小，聚集时的转动惯量最小造成的。冥王星的半径为1350公里 ，比我们地球卫星月亮半径1738公里 还小，而它内邻的海王星半径是24750公里 ，是冥王星的18.3倍;海王星的质量是地球的17.22倍，冥王星的质量是地球的0.0024倍，于是海王星的质量是冥王星的7175倍。相邻之间差别太大的原因在哪里呢？笔者认为，在木星星胎形成的末期，太阳辐射产生的太阳风将太阳星云盘中大量气体吹向外部，首当其冲被木星星胎拦截，然后又被外部的土星，天王星，海王星等的星胎拦截，从趋势看剩余部分还不少，冥王星应该拦截，也值得拦截，未拦截的原因是，这时冥王星的星胎已经解体，已聚集成一颗冥王星，没有了网，岂能拦住鱼呢！正因为冥王星小，它表面的逃逸速度也是九大行星中最低的，只有1.2公里/秒，所以没有大气，现表面温度为-240℃ ，表面只有一层甲烷冰霜。冥王星虽小，它却也有一颗更小的卫星，而且是一颗同步卫星，6.4日绕冥王星一周，与此同时，冥王星也自转一周，同步的原因是：早期冥王星的自转速度应快一些，冥卫的引力对冥王星产生了岩石潮，岩石潮对冥王星的自转速度产生了刹车效应，使自转速变慢，慢到速度相同时，岩石潮就消失了，刹车作用就停止，冥卫就成了同步卫星，岩石潮应比海洋潮微弱得多，形成同步需要长时间作用，说明了冥王星形成时间的古老性。从冥王星的形成原因和机制看、它与小行星是不同的、因此、前些年国际天文学会将它从大行星中开除列入小行星类是不恰当的。
类木行星，由内到外，是木星，土星，天王星和海王星。都是由低温溶体星子的星胎发展而成，共同特征是质量大，密度小，原因是在木星已形成星胎后期，太阳风将太阳星云盘内部的气体物质吹出，木星首当其冲，拦截最多，质量是行星中的老大，其它三兄弟也占了行星质量排行榜上前四名，成了巨行星。由于质量越大，自转速度越快，它们每天的时间就越短。由于拦截的都是轻的气体，所以它们的密度都很小，每立方厘米都在1克 多，而内地行星都在5克 以上。
木星是太阳系中最大的行星，比我们地球的直径大11倍，体积是地球的1300多倍，密度为1.33克/立方立米，木星的质量最大，是地球的318倍，引力最强，表面的逃逸速度值最大，为59.5公里/秒，能将运动速度最快的氢原子保留住，所以木星没有固体表面，而是由液氢构成的海洋，海深近25000公里 。深部的木幔部分由压缩得具有金属性氢构成，中心部分为比地球大7倍的岩石核心。大气层中翻腾滚滚充满着震耳欲聋的雷鸣和闪电，“大红斑”就是突出8公里 的一团高速旋转风暴，还有由氨结晶所构成黄白色云海，高速旋转又具有强大引力的木星，将大气云层拉成平行赤道的条带。大气成份除氢，氦，水气，氨，甲烷外，可能还有硫化铵，硫氢化铵，氢化磷等各种有机物，使云带披上了不同的色彩。木星周围有一个环带，厚30公里 ，宽度达几千公里，以7小时周期绕木星旋转在它的赤道面上，由黑色碳质球粒构成，因反光率极差，所以发现很晚，其中也有大小由几米到几十米不等的石块构成，石块星子应属高温熔融星子，应产生在内部小行星带，是受木星的引力拉来形成的，大的也可成为木星的小卫星。木星至今收索到有62颗卫星，木卫三是太阳系中最大的卫星，半径为2575公里 ，比水星还大，具有水和冰构成的表层，推测可能有稀薄的大气层丶有磁场。木卫四上出现一个巨大而平坦的圆形盆地，周围镶嵌着一圈圈同心的山脉，可能是陨石撞击后水冻结形成，木卫一表面较光滑，但有一个直径48公里 的大型活火山。木卫二表面温度为一162摄氏度 丶还出现水下火山口。
土星的质量是地球的95倍，直径是地球的9.4倍，内部有一个半径约一万公里的岩石核心，外面是厚约5000公里的冰层，再外是8000公里厚的金属氢。再外是一个广延的分子氢层，最外是由氢，氦，甲烷组成的大气层，土星的密度为0.7克/立方厘米，明显小于木星，所以相对它的大气层比较厚，而核心比较小，土星最吸引人的是它有美丽而壮观的光环，光环厚20 -30公里，宽20万公里。旅行者1号发现，在光环平面内有数百到上千条大小不等的细环组成，很像唱片上的波纹，大多数是光滑均匀的，但也有锯齿状的，辐射状的，还有像发辫那样互样扭结在一起的，都由4 -30厘米不等的冰粒组成。以很大速度绕土星赤道旋转。在土星北极上空有个六角形云团以北极点为中心按土星自转速度旋转。土星有20多颗卫星，土卫六是太阳系中第二大卫星，半径为2418公里 ，比冥王星大，有大气层，由氮和甲烷组成，还有少量乙烷，乙烯，乙炔等。大气厚度2600公里 ，温度为-210℃ 。表面具有甲烷形成的雨水和江河湖海以及有鹅卵石等河流侵蚀地貌。土卫二，呈白色，直径500公里 ，在由水冰构成的裂隙中有甲烷液体喷射而出。这些行星和卫星有取之不尽的液化气资原。
天王星：它的质量是地球的14.6倍，直径是地球的4倍，因为它的质量比木星小，引力也小，多数氢都逃逸，只有氢与氧，碳，氮化合成水，甲烷和氨才保留下来，这些气体吸收红光，使天王星看起来是颗蓝绿色星体。天王星的磁场偏离太阳，天王星也有光环，由黑色的碳质球粒组成，反照率只有2%，很难见到，光环是1977年3月10日 ，中国和美国等五个天文台共同观测发现的，1986年“旅行者2号”又发现新的，总共有13道光环。天王星有27颗卫星。米兰达卫星最大。
海王星的半径比天王星略小，为地球的3.88倍，海王星的质量比天王星略大，为地球的17倍，因此平圴密度比天王星大，天王星的密度为1.24，海王星为1.66克/立方厘米，说明海王星接受太阳风吹来的轻的气体物质比天王星少，使海王星大气层较薄，核心较大。吹来气体物质少的原因之一是海王星的星胎形成更早些，处于半解体状态，拦截效率较低，原因之二是因剩余物质较少一些造成的。海王星的大气成份类似天王星，以甲烷，氨为主，看起来是一颗蓝色的星体。有大黒斑，形成与赤道旋风有关，海王星有暗炎的弧形光环，周围有13颗卫星，海卫一上有温泉，喷出黑色泉水。类木行星的卫星中有一些绕行星公转的方向是反常的，不是顺行而是逆行的，顺行是从北极星看来是逆时针方向旋转的，逆行则是北极星看来顺时针方向旋转的。逆行的有木卫八，九，十一，十二和土卫九以及天王星的5颗和海王星的3颗，新发现的卫星是否逆行，资料不详。逆行卫星产生的原因，首先是逆行卫星产生的时间和物质来源不同，顺行的卫星是早先与行星同时产生的，物质来源也是同源的，逆行的卫星是木星形成后由太阳风从太阳星云盘内部吹来的。其次是形成机制不同，顺行的形成机制是行星轨道外由星子聚集的卫星，比行星前进速度快。轨道内的星子聚集的卫星比行星前进速度慢，外快内慢两种情况被行星引力俘获后都是顺向旋转的。
逆向旋转形成机制是：太阳风吹来的物质已在星云盘收缩时获得比外部高得多的转速，太阳风从径向吹出时，据力的独立作用原理，不会使其减速，也不改变力的方向，只是平移了力的位置，这些比行星前进速度更快的星子集结体以逆时针方向从内部接近行星，被行星的引力俘获，就形成了逆行卫星。前面说明太阳系具有共面性，是由于太阳系是经过太阳星云盘阶段后形成的，并指出太阳星盘整体没有薄到在一个平面上，使行星公转轨道面与黄道面间出现了较小的不同交角，以冥王星公转轨道面与黄道面交角最大为17.1度。现说明在形成行星轨道面后，由于轨道面南北集中的物质量不对称，引起重心移动，使行星的自转轴不完全垂直于轨道面，出现了交角，金星为0度，地球为23.5度，火星为24度，木星为3度，土星为27度，海王星为29度，这正是引起季节变化和白天，黒夜时间不等的原因。
可是天王星的自转情况与众不同，天王星的自转轴与轨道面垂线的夹角达到88度，它的自转轴与轨道面近乎平行，仅有2度夹角。实际上天王星是躺在它的公转轨道面上旋转的，就象保龄球滚在球道上的情形差不多。由于自转轴的方向不变，这一事实意味着天王星的季节也非常奇特，天王星的一年相当于地球的84年，太阳轮流照射天王星的南极和北极，当太阳照北极，北半球处于夏天，在北极地区看起来太阳就象悬挂在头顶上方，一直持续达数年都是白天，随着太阳渐渐直射到赤道上，因为自转周期为11小时，又有白天和黑夜的快速交替，所以天王星白天和夜里的长短随所处位置和季节的不同可相差千倍以上。是什么原因使天王星趟在公转轨道面上旋转的，笔者认为天王星的形成，与其它类木行星一样分两个阶段：第一阶段为早期阶段，它从太阳星云盘分离成星胎，又从星胎中星子聚集成星体，并沿着已形成的公转轨道旋转，都是与其它行星差不多的，是正常的。第二阶段是晚期阶段，太阳风吹来了内部物质，这些吹来的物质在轨道平面上不是南北均匀分布的，因为来自北天空武仙星座方向有一种引力，使吹来的物质偏在北边，大部分中间部分的物质被木星和土星的星胎拦截，天王星只能主要拦戴到北侧边缘来的物质，落在天王星的北半球，使天王星的重心发生了改变，重心倒向来自最大引力的太阳一方，使天王星的自转轴也跟着倒下，几乎倒在公转轨道平面上。这就是天王星躺在公转轨道上旋转的原因。天王星有27个小卫星，也是保持在倒下后的赤道平面上绕转，说明它的卫星是在倾倒之后形成的。用外来星体撞击使天王星倾倒是解释不通的。
三太阳系中小行星和它的内部由高温熔融星子形成星体的特征
小行星：数以百万计的小行星比较集中在距太阳2.2-3.6天文单位范围内，绕日轨道基本上在火星与木星之间。现已发现10000多颗。已算出运行轨道和编号的就有4000多颗，他们体积都很小，直径超过100公里 的有112颗，最大的谷神星，直径为770公里 ，比谷神星小的依次为智神星，灶神星和婚神星，大力神星也有一颗更小的卫星围绕着它旋转。它们都是逆时针方向绕太阳旋转的。木星星胎形成后，太阳星云盘中心已升温到热核反应的温度，产生了太阳风，吹走了轻的气体，所以小行星从物质成份和密度来看是属于类地行星，只因没有聚集成一颗大行星而列为另类。没有聚集成为大行星的原因笔者认为是与慧星的形成相似，当小行星的星胎从太阳星云盘外缘分离前，太阳星云盘的外缘温度虽比核心热核反应的温度低的多，但也被烤热到1530摄氏度以上，这正是高密度低熔点铁的熔融温度，出现了高温熔融星子，正发挥液体表面张力的聚集作用，可是远还没有聚集成为一颗大行星，太阳星云盘又收缩远离，将它们以外环星胎形式留下，这就同样冷落了它们，使它们降温凝结成固体，熔融星子不复存在。即使谷神星个头够大，其引力效应也没有将其聚集成一颗大行星。只是本身经过熔融星子变成了球形，更小的星子结合尚未成球形时就降温凝固成为不规则的形态。后因它们距外部木星较近，一些固体星子被木星强大引力拉去，成为绕木星旋转的环带中的石块物质，部分落入木星沉入内核，还有一些受引力摄动改变轨道跑向太阳系的内部，落向行星和卫星，成为陨石，有铁质的和石质的，也有落向地球的，其中较小的黑色玻璃陨石最早发现在捷克，澳大利亚西部出现较多，笔者1963年在广西西部从事压电石英的找矿勘探中，在不同地点的第四系残积层地层中发现多枚，曾送南宁地质局中心化验室做过光谱分析丶现还保畄数枚。大的陨石对地球有威胁，应加强监测，在它们来到之前，用火箭推进器改变他们的轨道，使其远离地球，或用核爆炸炸成碎块，减小撞击威力和损失。
类地行星：从外到内是火星，地球，金星和水星，共4颗。它们都属于质量小，密度大的类地行星。相比它们的质量应该是由外到内依次变小，因为由星云盘分出的环带周长是外长内短，宽度是外宽内窄，环带面积就应该是外大内小，于是形成的行星质量也应是外大内小，地球，金星和水星的质量就是如此。可是火星例外，它的质量不仅不比地球大，反而小到只是地球质量的十分之一，半径为地球53%丶比内部金星质量还小。其原因笔者认为：一，是早期太阳星云引力收缩时产生的重选分离将密度大的物质拉向内部，因此不仅质量小，火星的密度也相比最小，为3.96克/立方厘米，其它三个都在5以上。二：火星外侧的木星质量太大，在发生引力争夺战时丶木星的引力将火星星胎中的部分星子拉向木星，使火星轨道上的物质减少，减少的部分伙同小行星轨道的部分星子落向了木星，通过液氢表面沉入了木星中心，参加了木星固体岩石核心的形成。还有部分绕木星旋转，成为木星环带中的石块物质，或者成为木星的小卫星。
由于火星的质量比地球小，所以自转周期比地球长，为24小时37分，也是符合规律的。由于火星处于地球轨道外则，轨道速度小，轨道周长大，所以公转周期比地球长，公转周期为687天，于是火星的一年将近是地球的二年，它上面的四季长度也是地球的二倍。火星与太阳的距离是地球距太阳的1.5倍，平均温度比地球低30摄氏度 ，火星有白色极冠丶由二氧化碳干冰和水冰组成丶低纬度上深的陨石坑中也有上述冰存在丶火星上有最大的峡谷水手谷长达5000多公里丶有比地球上更髙的山峰丶奥林普山山峰就髙达27000米 丶火星上有干涸的河床，最长达1500公里 丶宽60公里 丶火星岩石土壤含高价氧化铁，所以看起来火星呈红色，火星磁场很弱丶火星有两颗小卫星。是火卫一和火卫二丶火卫一直径24公里 丶像个土豆。
金星和太阳系中其它行星相比较，有一个极为特殊的现象，就是金星的自转方向是相反的，它的自转周期是243天，比它的公转周期225天还长。也就是说，金星的一天比它的一年还长。其原因笔者认为金星的形成过程分为两个阶段：第一阶段是正常的，它的自转方向和自转速度和其它行星一样，没有特别之处。但当它由星胎星子聚集长大到现在质量的大约三分之一时，它的位置发生了变动，由星胎的中心移到了星胎的外缘。使与地球轨道间距为0.277个天文单位与内部水星轨道间距为0.336个天文单位，出现了间距外比内小的唯一反常规状态。移向星胎外侧边缘的原因很可能是外部几颗行星运行到同一直线，出现行星连珠共同的引力效应引起，在金星位置变动前，聚集点在星胎中心，轨道外的星子聚集时，半径缩短转速变大，轨道内的星子聚集时半径变长速度变慢，外快内慢的聚集就象力偶作用一样使金星顺向自转。变动后的聚集中心移在星胎外缘，而外则没有星子聚集，全来自内部带有轨道速度的星子聚集，因此出现逆向旋转。这就像一个转轴垂直于地面的轮子，你用同一方向的力去推，推右边或推左边其旋转方向是相反的一样。对金星来说，反向的力出现后不会立刻使金星逆向旋转，只是顺向旋转减速，直到转速为零后，再开始逆向旋转并加速，直到星子聚集完为止。行星的质量小自转速度也小，金星本来质量就不大，是地球的0.8倍，大部分的速度又正反抵消了，所以自转速度很慢，自转一周即一天，是地球的243天，比它的公转225天一年的时间还长，于是就产生了如此异常现象。金星是一个以二氧化碳为主的髙温高压的橙色世畀丶温髙480度丶无水。火山多达1600座。最髙火山髙达11000米 丶空中充满了含硫的大气层。水星：是距太阳最近的行星。与太阳的距离是地球到太阳距离的0.387倍，因此它是绕日速度最快的行星，速度为47.9公里/秒，加之旋转轨道最短，因此它的一年相当地球的0.24年，即88天。它的质量只有地球质量的二十分之一，所以它自转很慢，它的一天相当于地球的58.6天，接近2个月。对于水星来说，它的一年只有它的一天半时间。但水星的质量比冥王星大，自转周期却比冥王星长，原因是水星星胎环带处于太阳系最内部，环带最窄，星子聚集成水星时内外力距都很短，作用量小，转动惯量也最小造成的。由于水星距太阳最近，白天温度高达430℃ 。夜晚温度低达-160℃ 。昼夜温差近600℃.都是水星质量太小的结果，由于质量小，逃逸速度值太低，只有4.3公里/秒，水和大气全部跑光了，因此没有水和大气层来调节温度而造成。1974年3月29日 ，“水星10号”传回照片，比月球环形山更多，有一直径1300公里 巨大同心圆构造。位于赤道卡路里盆地，其它小的有100多个。到处有3 -4公里高的断崖地形。水星有磁场，比地球小，比金星大，水星虽然质量比金星小得多丶却密度比金星大丶内部铁核心也大丶是因水星距太阳最近丶太阳引力进行重选分离时将重颗粒拉向最内的结果丶使水星铁的比例最大，是水星磁场比金星大的原因。水星绕日轨道偏心率为0.206，除冥王星外它是最扁的了，水星椭圆轨道，从一个近日点到下一个近日点扫过的角度大于360度，此特殊运动已被爱因斯坦解释，请参见广义相对论。
地球：根据最新测量资料表明，地球的形状是一个“梨形”。因为地球的南北两半球不对称，南极较北极离地心距离要近一些，在北极凸出18.9米 ，在南极凹进25.8米 ，这就证明了北天空确实有一种引力存在，是来自武仙座方向的。最早发现者是英藉德国人赫歇耳，他在1783年就论证了太阳系除围绕银河中心旋转外，太阳系还以每秒17.5公里 的速度向武仙星座方向前进。由于力的持续作用，现在这个速度应变得更大一些。地球上北半球陆地多，南半球海洋多，以及印度板块从南半球飘移到北半球现在位置，应该也是这一引力作用的结果。地球形成地売以后，地壳运动在时间上的一致性称为造山期，地球经历了多次造山期丶每次造山期诲平面都会上升，造山期后海平面又下降；阿尔卑斯造山运动发生在中生代，海西造山运动发生在晚古生代，加里东造山运动发生在早古生代，更古老的地层中褶皱构造也相当剧烈，这证明地球有周期性的膨胀和收缩现像。其原因是太阳带着包括地球在内的太阳系在银河系中绕银心运动轨道是个椭园，银心是椭园轨道的一个焦点。在近银心点时，因太阳系周围恒星星体密度大，太阳系周围有较强的向外引力，太阳系中星体就膨大一些，这时地売就会被涨破成为板块，海平面也下降。在远银心点时，恒星密度很稀，太阳系中的星体就只有自身向内的引力，所以就收缩变小一些，海平面也上升。表面积変小时地壳部分的板块就汇聚产生了水平挤压力，出现造山期。在地球膨大期时，太阳也同时膨大，太阳表面与地球表面也近一些，这时照射到地球上的太阳光特别强，也特别热。6500万年前白垩纪的晚期，正是地球和太阳膨大之时，干燥炎热的气侯使内陆盆地水体大量蒸发，普遍产生含有髙价氧化铁并夹有盐类矿层的新红层，在克里特岛的研究发现那时几次海洋无氧事件，因为气体的溶解度与温度成反比，都证明那时地球表面气温很高，这正是恐龙绝灭的原因，恐龙的绝灭就是热死的。因为恐龙是生蛋的，那时陆生植物是以针叶林松柏杉裸子植物为主，这正是植物减少蒸发水份的适应结果，具有阔叶的被子植物还未大量产生，恐龙蛋的遮光效果不好，加上恐龙自身热得四处逃生，又无能力带走自已的蛋，所以在大量发现恐龙蛋化石的地方却没有发现恐龙化石，我国河南南阳地区就是如此。爬行动物中龟鳖鳄类可藏入水中，蜥蜴穿山甲及白垩纪中期产生的蛇类等可深藏陆上的岩石裂隙和小洞中，夜间出来觅食，避免白天的太阳直射。新产生的哺乳动物如鲸，海豚，海牛，海象，海豹，海狗等产生了返祖行为，大批重返海洋生活，一直保留到今天。有一支禽龙也试图飞到太阳光斜射的北极，在斯匹次卑尔根岛的砂岩中13.5米 的距离内留下了13个脚迹，避开了热又无东西可吃，恐龙最终因为热而逃不脱灭绝的命运。在6500万年前绝灭。人类的产生与这次气候变热也有关，在非洲发现200万年前的南猿露西就经历过水猿环境，他们像海兽一样只有生活在水中才能使身体上的寒毛退化，他们是吃鱼的人并沿着海洋线分布到全球，露西就成了人类的直接祖先，他们的祖先是灵长类的一支，在紧接白垩纪后的第三纪古新世已产生，那时炎热仍未消除，使他们也和鲸鱼海豚一样去到水中生活，躲过了炎热气候而繁衍下来，成为人类的远祖。地球在膨胀吋，其自转速度変慢，毎天时间长一点。地球收缩时转速变快，每天的时间短一点。
类地行星中，水星和金星没有卫星，火星有两颗小的卫星，地球有一颗卫星，即伴随人类最亲近使诗人产生无限遐想的月亮。月亮是地球的一颗同步卫星，从地球看去始终只能见到月亮的一面。它绕地球一周是一个月，它自己也自转了一周，它的一天就是一个月。与冥王星同步卫星不同的是，月亮早先的自转速度较快，因地球引力使月亮引起了岩石潮，起到了刹车的作用，转速变慢，慢到一面对着地球时，不再退潮，岩石潮消失，刹车作用也消失，就成了同步卫星。同样地球受月球的引力，也产生海洋潮和岩石潮，对地球的自转也起到了刹车作用，使地球转速变慢，地史上地球的一年就大于现在的365天，越早差值越大，从古动植物化石年轮和日轮的精确测定，已证实了这一现象。据月震仪记录的震波分析，月球也有壳，幔，核等三部分分层结构，0～65公里为月壳，月壳下到1000公里为月幔，月幔下面是月核。月球表面是没有水的，只因光的反照率低的部分称为“海”，月海有22个，由玄武质熔岩流形成，在这些区域发现12处有“集质”现象，是由密度较大的陨石落下形成的。表面反照率较强的部分是山，最长的是亚平宁山，长达1000公里 ，最高的山是月球南极附近的莱布尼兹山，高达9000米 。此外月球上有很多环形山（月坑），总数在5万以上，大于100公里直径的约有40个，靠近月球南极的贝利环形山直径为294公里 ，多数直径只有1到几公里。以南半球最密集，说明又是来自北天空的一股引力，使月球长大过程中环绕的星子陨石最容易由南向北落下撞击形成月坑的，早期也可部分诱导出火山活动。月球磁场极其微弱，原因之一是月球自转很慢，自转一周需要一个月，原因之二是月球太小，岩浆分异不彻底，可能月核不是由金属铁构成，而是由榴辉岩构成，月球表面由物理风化的岩尘，岩屑和石块覆盖，岩尘吸收了太阳幅射来的氦3，是重要的核能资源。由于月球没有空气，也就没有风，虽然表面有月尘，不会漂浮在空中，在月球上看天空背景总是黑暗的，星光的清晰度高，所以是观测天体和探索宇宙空间最理想的场所。类地行星是由高温熔融星子聚集而成的，温度高达1500℃ 以上，从分离出星胎到星胎内星子聚集成星体，直到星体进行岩浆分异形成分层构造，都没有显著的降温阶段。只是到壳层形成之后温度才逐渐降下来。地球板块挤压带和张开带的火山活动带来的水只是后期地壳运动的局部结果，也只发生在地幔以上部分，这种运动只到今天远远还未结束。放射性元素是亲花岗岩的元素，早已被迁到地壳的上部，产生的热对地球内部应无影响。因此地球形成就是从热到冷的过程。地球最早保留下来的岩石是在格陵兰岛戈特布区的古老片麻岩，绝对年龄为40亿年前，而从月球上取样得出最古老的岩石形成于46亿年前，因为月球与地球是同时形成的，所以地球的形成时间也是46亿年前。
四太阳系中行星大气层的演变过程
关于行星大气层的形成问题：水星，冥王星和小行星，因质量小而引力小，逃逸速度值低，大气都跑掉了，因此没有大气层，除冥王星表面有一层甲烷冰霜外也都没有水。木星和土星质量大，引力大，距太阳远，温度低，保留了氢氦为主的大气层，称为第一代大气层。天王星和海王星质量比木星土星小，速度最快的氢氦气体容易逃逸，保留了甲烷，氨及水蒸气，称为第二代大气层，余下的火星，地球和金星在形成时，太阳风一直没有停止地吹来氢氦气体粒子，但比木星星胎形成时从太阳星云盘内部吹出的规模小得多。又因为这里的星体质量小，引力小，受太阳幅射温度高，氢只有与氧，氮，碳化合成水，氨和甲烷后才被保留下来。这些星体都由高温熔融星子聚集而成，其温度都远远在100℃ 以上，其初星体表面是没有水的，全部以水汽形式漂浮在空中，出现浓厚的云层。自地球形成经过约8亿年时间，温度才降到100℃ 以下。倾盆大雨伴随着雷鸣闪电从天而降，一连下了数十年的大雨，使表面低凹之处形成了江河湖海。我们地球上的最老沉积物出现在38亿年前的太古代，位于西格陵兰岛伊索瓦组硅质沉积岩是开始有水留下的证据。由于甲烷是极难溶于水的，暂时保留在大气中，氨却是最易溶于水的，所以初期的雨水都是具碱性的氨水，它溶解了地表岩石中的硅和铁带入海洋中。接着太阳的紫外线照射在云层外缘的水分子上产生了光解作用，将水分子分解成氢和氧，氢大部逃逸离开地球留下氧，接着大量产生的氧与甲烷混合后，在闪电中引爆燃烧，出现空前绝后的天地大火，将甲烷烧成了二氧化碳，形成了第三代大气层，即成为火星，地球和金星的大气层，第三代二氧化碳大气是易溶于水的，使海水变为弱酸性的碳酸水，海水化学平衡发生变化，原先溶解的硅和铁发生沉积，形成大规模含硅条状铁石矿床，此类型铁矿占世界铁矿总储量的一半以上，我国称为鞍山式铁矿，发生在太古代的晚期。因为海水变化滞后于大气变化，此类铁矿最后消失时间是在18亿年前。原先的氨水具有强的可逆反应性，变为水和氨，氨又分解成氮保留在大气层中。甲烷烧完之后，光解的氧形成了臭氧层，臭氧层吸收了太阳紫外幅射，终止了对水气的光解，也终止了氧的产生，并进入了二氧化碳为主的大气时代。火星形成了二氧化碳为主的大气层后，由于质量太小，它的质量虽是水星的两倍，却只有地球质量的十分之一，太阳光解水汽形成的氧不等形成臭氧层就跑掉了，所以火星一直没有臭氧层保护，水的光解一直进行着，这就是火星失水的原因，也是火星上有巨大干涸河床的原因。二氧化碳的分子量比氧和氮都大，分子运动速度最小，较难逃逸，因此火星大气层中95%是二氧化碳，3%是氮，1-2%是氩，还有微量的水蒸气沼气和氧等。虽然二氧化碳分子量较大，热运动速度较慢，但处于大气外层的部分受太阳光的加热，运动速度加快，火星质量又小，吸引力也小，二氧化碳不断地逃逸，使火星二氧化碳的大气层也变得非常稀薄。又因为火星距太阳比距地球更远，表面温度低，部分的水气与二氧化碳干冰一起冻结在两极的极冠中。金星的质量虽比地球小，却比火星大将近8倍，大气主要成份也是二氧化碳占97%，水蒸气只有0.1%，因为它距太阳近，加上浓密二氧化碳的“温室效应”，使表面温度达到450℃ ，水都蒸发逃逸，是一个髙温髙压的世畀，也是一个没有生命的世界。
生命的产生首先经过了化学进化阶段，然后才是生物进化阶段。化学进化时期的基础物质是水，甲烷和氨，这正是内地行星形成初期表面的主要物质成份，其中水不仅提供了氢氧元素，更重要的是提供了化学反应的场所，因为绝大多数化学反应是在水中进行的；甲烷和氨提供了碳氮为有机体组成的基础。首先经历各种烃类化合物及它们衍生物的发生阶段，再经历各种氨基酸的产生阶段，最后到蛋白质和核酸的形成，出现生命的初始形态。地球还在34亿年前，在南非无花果树组地层中就出现了球菌，杆菌和兰绿藻，表明地表温度已降到蛋白质凝固点65℃ 以下，首先发展了植物世界；19亿年前美国和加拿大的冈弗林特铁建造中有光合生物群、真核生物、真菌、群体细菌、兰绿藻、及硅质岩中的迭层石。18亿年前地球上普通红层出现，标志着二氧化碳大气层中氧开始出现，因为红层就是高价氧化铁形成的，这正是在绿色植物的叶绿素在光照下将水和二氧化碳合成有机物并放出了氧，使氧不断的增加，二氧化碳不断地的减少，使地球开始出现了以氧氮为主的第四代大气层。14亿年前俄罗斯形成次石墨［藻碳］；9亿年前出现斯基加利小型生物群，有原始藻类，原核生物，真核生物。我们知道氧和碳化合成二氧化碳就是燃烧，是一个放热反应，生成一摩尔二氧化碳放出93.8千卡热量；这时氧和碳分解就是一个吸热过程，吸收的热量与放出的热量应相等，所以在元古代震旦纪早期出现了世界性的冰期， 李四光先生首先发现并命名为南沱冰渍层。在第三代二氧化碳为主的大气层时，连雨水都含二氧化碳，具有酸性，溶解了岩石中的钙，镁和磷等元素流到海洋，现随着大气和海洋二氧化碳的减少或消失，海水也由酸性变成了中性，产生了化学平衡的移动，首先溶解的磷发生沉积，成为最早世界性的大规模磷矿。接着溶解的钙镁粒子以碳酸盐白云岩或石灰岩的形式大规模的沉积，出现在磷矿层之上，成了原先二氧化碳大气层的储藏库。由于出现了氧的大气层，使震旦纪出现了埃迪卡拉小壳生物群。到5.9亿年前开始的古生代寒武纪初期出现了生物大爆发的现象，产生了无脊椎动物的各个门类，再经过节肢动物，脊索动物进入脊椎动物的鱼类，又开始登陆成为两栖类、爬行类、鸟类和哺乳类，最后由灵长目进化到人类，这是太阳系中唯一无二的。
至于火星及其它行星是否生成有低等的细菌之类的生命也是值得探索的。美国不久前发射“好奇号”自动探测车到火星，为了解生命起源开始了进一步的探索研究。由于地球表面温度比外地行星高，比内地行星低，平均温度为15℃ 。保持了液态水的存在；在25 -30公里的高空有臭氧层吸收太阳光中的紫外线，使地球生命不受紫外线的袭击；50-500公里的高空有电离层，像镜子一样反射电磁波，使电台发出的无线电波传播到远方进行通信；1000公里到10个地球半径的距离上有磁层，使太阳风吹来的宇宙线高能粒子不能进入地球内空间，使地球生命不受伤害；但在太阳黑子大量出现时，引起电离层骚动，会造成无线电波中断，还可影响大气的温压场，发生地球天气的变化，出现自然灾害；大气中二氧化碳排放过多引起的温室效应使南北极和高山冰川融化，海洋水面上涨会淹没很多城市和平原的肥美良田及岛屿国家；还有环境问题，能源问题，来自地下的矿产资源分布不均及不可再生的问题；外来小行星与地球可能碰撞局部毁灭的问题；50亿年后太阳成为红巨星膨胀到地球轨道，人类必须离开地球寻找新家园和大迁移的问题等等。都要求地球上各个国家政府和人民和平友好往来，互通有无，共同发展，共同繁荣，共同进步，用更新的科学和技术来应对危机，避免损失；达到人类的发展和延续。
联系人：邓云峰
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