太阳系形成简介（太阳系不同区域的进化水平情况）

太阳系不同区域的进化水平情况

距离太阳一光年的区域的天体逃逸太阳系的速度是168米每秒，而环绕速度是119米每秒，这意味着这个区域的天体的相对太阳的运动速度很难超过168米每秒，一旦超过，就会逐渐逃逸太阳系了。因此，这个区域的天体在整体跟随太阳系以220千米每秒的速度公转银河系中心的同时，还以环绕太阳速度119米每秒运动。这个区域的天体环绕太阳的线速度都是很接近119米每秒的，不会有多少偏差的。其环绕太阳的周期很漫长，1584万年能环绕太阳一周。

距离太阳半个光年区域的天体的环绕速度是168米每秒，逃逸速度是238米每秒。这里依然属于奥尔特云区域，可见，在这半个光年的广大范围内，天体的环绕速度相差很小。虽然环绕速度相差不大，但还是有着难以逾越的鸿沟。半光年内的引力势能差异还是不小的，可以让一光年区域零速度的天体，加速到半光年区域168米每秒的线速度。也就是仅靠引力势能，就可以让一光年区域零速度的天体，获得半光年区域所需要的环绕速度。这个规律具有普适性，也就是说，某个区域的天体碰撞后，环绕速度如果降为零，则意味着会向中心天体方向靠拢，逐渐被加速。一直可以加速到距离中心天体相对之前一半的距离的位置，就可以通过引力势能减少，而获得足够环绕中心天体的线速度。

如法炮制，下一次碰撞到线速度为零，又会靠近一半距离。几次碰撞以后，这个多次碰撞天体就会距离中心天体很近了。最终也许会被中心天体吞噬，成为中心天体的一部分。可见，中心天体的长大是如此麻烦，如此困难。这也意味着纵使宇宙已经诞生一百多亿年，依然会有数量相当可观的天体或物质游离于中心天体之外。比如，我们诞生上百亿年的银河系的情况也是如此。

似乎，可以通过彗星的诞生数量，推测奥尔特云和柯依伯带质量密度。以及由观测柯依伯带内部的矮行星数量与质量推测柯依伯带和奥尔特云区域的质量。

天体受到太阳引力的加速度ɑ=GM/R²，这可以根据万有引力公式和牛顿第二定律公式得出。距离太阳一光年区域的天体，受到的太阳引力加速度是1.49×10^-12米每秒。这个加速度是极小的，如果这个区域有个环绕太阳线速度为零的天体，也就是相对静止，一年后的，也就是加速3.15×10^7秒的时间，速度才达到4.7×10^-5米每秒，一万年后，指向太阳的径向速度才可以提高到0.47米每秒。一亿年后径向速度提高到4700米每秒，这个速度在太空依然是不大的。10亿年可以加速到47千米每秒，这个速度在太阳系内部已经比较壮观了，这个速度已经比地球环绕太阳的速度大了。

不过，对于诞生近百亿年的太阳系来说，这个时间占比太大，这显示一光年是个巨大距离，太阳的势力范围虽然可以达到那里，但也是强弩之末了。那里发生的几乎所有事情，在很大的时间范围内，似乎对八大行星区域的空间毫无影响。也就是说，距离太阳一光年区域发生的事情，影响到八大行星的空间区域，需要极其漫长的时间。我们可以认为这里几乎对太阳系八大行星空间区域没有影响，可以认为这里是太阳系的边缘了。

一光年区域，在太阳引力作用下，某天体零速度开始向太阳靠近，运动半光年的距离后，可以获得168米每秒的线速度，如果角度合适，这个速度可以让这个天体在半光年区域长期环绕太阳，而不再继续靠拢太阳。这个过程中，这个天体加速度是逐渐提高的，虽然不是匀加速运动，但也比较接近吧。这有利于我们简便计算这个天体这个过程耗费的时间。如果取其平均速度为最终速度的一半，实际上其平均速度应该小于其最终速度的一半，但也差异不大吧？168米每秒的最终速度的一半就是84米每秒。

一光年是9.46×10^15米，半光年是4.73×10^15米，84米每秒的速度，需要走多长时间呢？357万年。从速度为零开始，在距离太阳一光年的区域，依靠太阳引力作用加速，来到半光年的区域，需要357万年。这确实很漫长。84米每秒的平均速度偏高了一点，如果详细计算平均速度，也许只是不到80米每秒，甚至再低一点。

距离太阳一光年的区域，太阳对这里的影响很小，几乎可以忽略影响。同理，这里对太阳以及八大行星空间的影响也很小，几乎同样可以忽略影响。但是这个空间区域是极大的，要比太阳系的核心区域，即八大行星空间区域大得多。如此大的空间，受到太阳或其他恒星干扰的影响很小，这意味着这里的天体进化是极其不完善的，也就是这里的天体是极其原始的，这自然意味着这里有着巨大数量的物质，我们至少严重低估了这里的物质存量，这里几乎有着比肩太阳的物质质量。也就是这里储存了巨大数量的以环绕太阳线速度每秒百米左右的天体。考虑到这个区域天体的巨大质量，这个区域的天体环绕太阳的线速度应该会平均比119米每秒大一些，也许会达到一百五六十米每秒的线速度。

在距离太阳一光年的区域，如果真有数量巨大的天体，这对未来人类飞出太阳系是个巨大障碍，意想不到的碰撞是大概率的。这也许要比小行星带的颗粒尘埃密度大，如果真的如此，确实是大问题。我们难道真的走不出太阳系了吗？我们本来想象恒星际空间应该会更空荡一些，或更干净一些，但是，实际上这里很有可能与我们想象的情况相反，这里应该远没有我们太阳系内部的行星际空间干净或空荡。

图43 欧美科学家想象绘制的太阳系立体图，包括了广阔的奥尔特云区域。

前面我们只是定性地分析天体进化程度或水平，现在我们具体计算一下天体进化的水平或程度。万有引力常数G等于6.67×10^-11方，光年距离为9.46×10^15米，太阳质量约为2.0×10^30 千克。1/T是度量天体进化水平或进化程度的数据或标志，1/T=√（GM）/2ΠR√R。当R为一光年时，1/T=2×10^-15。当R为0.5光年时，1/T=5.66×10^-15。当R为0.1光年时，1/T=63.2×10^-15。地球轨道的天体进化水平是1/T=3.16×10^-8，这个数值明显比0.5光年区域的数值大多了，大了近千万倍。50个天文单位（一个天文单位是地球到太阳的距离）的柯依伯带天体的进化水平是1/T=8.9×10^-11，是地球轨道附近进化水平的三百多分之一。柯依伯带是很广阔的区域，100个天文单位的区域也属于柯依伯带，其进化水平就明显降低许多了，是地球轨道进化水平的千分之一。

图44 欧美科学家绘制的太阳系范围图，包括了奥尔特云。

1000个天文单位之外的地方，应该就不属于柯依伯带了，已经属于奥尔特云的内部边缘了，这个区域的天体的进化水平为1/T=1×10^-12。10000个天文单位的地方，天体运行轨道的进化水平为1/T=3.16×10^-14，其现在的天体轨道进化水平大致相当于太阳系形成一万年时的地球轨道区域的进化水平。

我们太阳系如此的结构，其他的恒星系的结构也应该大致如此！也就是恒星的天体系统尺度是很大的，这几乎适合于银河系悬臂上的绝大部分恒星。在银河系中心区域，恒星稠密，且有黑洞分布，这里的恒星系空间范围应该就比较小了，不会有奥尔特云结构了，甚至不会有柯依伯带结构，但可能会有行星体系结构。

天体系统总是向共面性的方向发展，以及向天体数量减少化，即核心天体首位度增大化方向前进，这是天体系统进化的两个普遍趋势。其他次要一些的趋势是共向性、共圆性等。因此，天体系统进化水平或进化程度的标志是共面性程度和核心天体首位度及天体数量的精简化程度。

我们基本可以得出一个重要结论，我们低估了太阳系的质量，究竟低估多少，不太清楚。同理，我们根据太阳质量推测的其他恒星质量的数据是偏低的，特别是银河系悬臂上的恒星的质量。我们想象推测的暗物质，应该有眉目了。这些暗物质不是别的，就是大部分恒星系统对应的奥尔特云区域所分布的物质。恒星系统的奥尔特云区域的物质总量很有可能会超过恒星本身的质量，这应该是银河系暗物质的重要构成部分。

银河系悬臂上的恒星系统的奥尔特云区域就可以分布巨量物质，其实在银河系悬臂之间的相对空荡区域，也会分布巨量的天体，以及巨量的天体物质质量，这自然也是暗物质的重要构成部分。其实在银晕部分，这类似太阳系的柯依伯带，这里虽然不明亮，但是这里也会分布大量的天体，由于这个区域的空间体积巨大，天体总质量会很可观，自然会是暗物质的重要构成部分。在银晕之外，位置类似于太阳系的奥尔特云区域，应该也会分布着大量较小的天体，物质总量也会是很大的，是暗物质的主要构成部分。

暗物质并不是非常规物质，也是我们常见的物质，只是由于相对分散，没有集聚起来，难以实现较高的自身温度，自然是不明亮的，难以被观测到。我们太阳系周围的不明亮物质，我们还难以察觉到，银河系外围的不明亮物质就更难以察觉了。其他星系就更不用说了，这些不明亮物质，只能通过引力作用效果，让我们感受到这些物质的存在。也就是我们通过引力作用效果感受推测的所谓的暗物质，其实就是这些不明亮的物质。

我们太阳系是一个发育非常完善的恒星系，因为我们太阳系与其他恒星相距比较遥远，这为太阳系的完美发育提供了条件。银河系的发育可能就不具备太阳系的条件了，按照银河系发光明亮区域的自身尺度，银河系距离其他星系太近了，这让银晕之外，很难形成一个类似太阳系奥尔特云区域的相对庞大尺度空间。如果银河系与其他星系是相距上百万光年，银河系也会有一个尺度可观的奥尔特云区域。但银河系距离最近的星系只有小几十万光年，这太近了，银河系自然不能完美发育。

我们知道相当于太阳质量10倍的恒星，其表面温度是很高的，核聚变时间只是太阳的三百分之一，这意味着其核聚变寿命很低，几千万年就走完自己的发光生命历程了。然后是超新星爆发，把大部分物质抛入周围空间。这为太阳等新一代恒星的形成提供了丰富的物质基础。

形成太阳系的物质来源于超新星爆发所剩下的残余物质，太阳系外围的奥尔特云区域的物质也是超新星爆发残余的物质，与太阳系八大行星区域的物质来源是一致的。那么，银河系的银晕区域的物质是来源于什么呢？银晕外围的物质会是来源于什么呢？