太阳系的成因.doc

太阳系的成因江 发 世（jiangfashi@; jiangfashi@）目 录1. 星系------------------------------------12. 太阳系的特征----------------------------33. 模拟试验----------------------------------------------54. 太阳系的成因解释------------------------85. 太阳系成因假说简介--------------------------------10太阳系的成因江 发 世（jiangfashi@; jiangfashi@）关于太阳系的成因有近百家理论或假说，但没有一家能将太阳系的一些特征解释清楚的作者是原长春地质学院地质系毕业的，所学专业是地质为了研究地球的成因及地壳运动、地震、火山、地磁、地球的层状结构、地表构造形态的成因，进而研究太阳系和宇宙地球是太阳系的一颗行星，是宇宙中的一个天体，地球的成因同太阳系的成因和宇宙物质运动是紧密联系在一起的为了研究太阳系的成因，首先需要知道什么是星系1. 星系1.1 星系的定义在宇宙中，由两颗或两颗以上星球所形成的绕转运动组合体叫做星系。

星球的绕转形式有两种：一是众多质量小的星球绕质量大的中心星球转动，如太阳系众多行星和彗星等绕太阳转动；二是两颗星球围绕共同质心相互转动，如地球和月亮组成的地月星系，二者共同围绕地月质心转动绝大多数星系属于前者在宇宙中，有众多的星系，这些星系大小不一，形态各异，有独立星系，有星系之中的星系，有直线运动的星系，有曲线运动并绕中心体转动的星系为了研究星系的成因，需要对宇宙中的星系进行分类1.2 哈勃星系分类美国天文学家哈勃对宇宙中的星系按其形态或叫结构类型划分为三类：（1）、椭圆星系椭圆星系是从圆球星系发展演化而成的，图1-1是该类型星系由圆球状星系发展成为椭圆星系的一组照片2）、旋涡星系旋涡星系在宇宙中也有多种形态，而且也有一个发展演化的过程一开始从不规则的形态向规则形态逐步发展演化图1-2是大熊座里一个开放型的旋涡星系照片，图1-3是一个中间通过星云相连接的有伴星的旋涡星系照片3）、不规则星系图1-4是一个棒状旋涡星系照片，不规则星系也能逐渐发展演化为规则星系 图1-1 椭圆星系照片图1-2 漩涡星系照片 图1-3 有伴星星系照片 图1-4 棒状旋转星系照片1.3 本文的星系分类：（1）、按照星系之间是否有隶属关系将宇宙中的星系划分为独立星系和从属星系。

在宇宙空间中独立运行，它没有环绕中心体旋转，这样的星系叫做独立星系而环绕中心体运行的星系如太阳系绕银心运转，地月星系绕太阳运转，这样的星系叫做从属星系2）、按照中心星是否旋转划分为核旋转星系和核不旋转星系在宇宙中独立星系它的核有的旋转有的不旋转而从属星系它的核都是旋转的3）、按照星系运行的轨迹划分为直线运动星系和曲线运动星系在宇宙空间中，那些独立星系在主星带领下按照主星形成时的射线方向在宇宙空间内进行直线运行有的星系如从属星系则是绕着主星进行曲线运行4）、按照星系所在的空间位置划分为系内星系和宇宙星系凡是在星系内运动的星系叫做系内星系；凡是在星系外宇宙空间里独立运动的星系叫做宇宙星系5）、按照星系形成的年龄划分为年老星系和年轻星系凡是那些在宇宙空间中或在星系内部形成时间比较长年龄大的星系叫做年老星系，年老的星系大都已演化成为比较规则的星系；在宇宙空间或在星系内部有的星系刚刚形成或形成不久，这样的星系叫做年轻的星系，年轻的星系大都呈不规则状态2. 太阳系的特征太阳系是由行星、小行星、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。

太阳系具有如下特征：2.1 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，而外围的其它星球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2-1是太阳系模式图，图2-2是彗星轨道图2.2 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2.3 星球自转方向特征太阳系的金星自转方向为顺时针，而其它八颗行星都为逆时针方向自转并同公转方向相同2.4 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2-3是彗星轨道倾角即在太阳周围不同纬度的分布图2.5 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着自转2.6 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图2-1 太阳系模式图 、图2-2 彗星轨道图 图2-3 彗星在太阳周围分布图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，做一下试验：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3-1图3-1 磁铁快从铁球西侧运动示意图试验结果如下(见图3-2)：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3-2A)；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3-2B)；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3-2C）同时小铁球也产生如图E方向的自传 图 3-2 试验一结果示意图 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3-3.图3-3 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3-4图 3-4 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。

3.4试验四：如同试验一，不同的是：磁铁块和小铁球大小近似时，试验结果是：二者互相绕转，如图3-5图 3-5试验四模拟试验结果示意图将以上的试验反过来：让小铁球运动，其结果是一样的3.5 人造地球卫星的轨道 图3-6是发射人造地球卫星可能出现的几种轨道形状人造卫星轨道形状完全取决于末级火箭的速度如末级火箭的末速度小，卫星的轨道形状为图3-6的Ａ形，卫星将回落到地球上如果末级火箭的末速度正好，其卫星轨道形状为图3-6的Ｂ形，为绕地球的圆形轨道如果末级火箭末速度大，其卫星轨道形状为图3-6的Ｃ形，成为椭圆 形如果末级火箭的末速度等于地球的逃逸 图3-6卫星运动的轨道速度时，卫星的轨道形状为图3-6的Ｄ形，呈抛物线形如果末级火箭末速度大于地球的逃逸速度，卫星的运动轨道就成为双曲线形人造地球卫星在地球上空的高度和运动方向也由末级火箭的末级高度和末级方向所决定 3.6 嫦娥二号的轨道图3-7是嫦娥二号奔月轨道示意图虽然嫦娥二号是人造天体，但它和月亮形成了月卫星系图3-7 嫦娥二号奔月轨道示意图4. 太阳系的成因解释太阳系中所有的成员都是在太阳形成以后进入太阳系轨道的。

其进入太阳系轨道的方式有以下几种：第一种，在太阳还没有进入银河系轨道之前，太阳在宇宙中独立运行时，就有星球进入到了太阳的周围，成为太阳的绕转星球，太阳是带着绕转星球进入了银河系轨道第二种，太阳在绕银河系银心运动时，同其它绕银河系星球的轨道相靠近，从而俘获了绕其它星球转动的天体第三种，在银河系中独立运行的星球在离太阳距离和速度适合时进入到了太阳系，成为绕太阳转动的一员成为太阳系成员的星球，有两种来源，其一是在银河系内发生爆炸而形成的星球，如彗星；其二是从银河系之外形成的，如行星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决定进入太阳系轨道的星球速度小了，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4.2 太阳各纬度都有星球分布的成因独立在银河系中穿行的天体，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进入太阳系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3-4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3-4 地质力学的模拟试验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附近进入太阳系的倾斜在轨道上自转的行星，是在太阳相应的纬度处进入轨道的，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，是在太阳极处进入轨道的，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，它们是在同一侧进入太阳系轨道的公转反向运行的天体，是在太阳的另一侧进入太阳系轨道的。

4.6 星球自转反向的成因自转反。