为什么太阳系九大行星都在同一平面上运转?

【原创.青云计划自荐】对于为什么太阳系九大行星都在同一平面上运转呢之话题,我个人的观点认为,太阳系八大行星都在同一平面上运转的原因,是由太阳自转偏向力和太阳磁场及磁力线圈之定距定位轨道所决定的情况。为什么会这样说呢?因为:

太阳先天拥有一个不可视见的巨大的磁场存在,太阳巨大磁场的范围,就是太阳系占领宇宙空间的范围,即是太阳系的太空间范围。太阳磁场的客观存在,就必定会有存在于磁场之中区间性的磁力线圈现象存在。太阳的自转运动,就会连带性地牵引着其巨大的磁场及其磁力线圈进行圆周循环运动,而太阳磁场之中区间性的磁力线圈,就自然会形成为太阳系太空间的大行星运行轨道。因而,太阳磁场拥有多少个稳定性的磁力线圈,太阳系就会有多少条大行星稳定性的运行轨道。目前,太阳磁场拥有八个较为稳定性的磁力线圈现象存在,才会呈现出太阳系太空间的八大行星运行轨道。

太阳系是以太阳为中心,自转太阳之巨大的磁场会被牵引着同向的圆周循环运动,而存在于太阳磁场之中区间性的磁力线圈轨道,就能起到对太阳系太空间各类实体卫体物质(各类行星)的定距定位作用。由于太阳磁场和磁力线圈轨道都是呈圆形状态,太阳自转运动的过程会生产一种自转偏向力物理现象,会使太阳系太空间所有各类星体(包括各类太空实体物质)都能在太阳磁场和磁力线圈轨道的自转偏向力同一方向的弧端上进行圆周循环运动,太阳自转偏向力方向都是一致的,太阳磁场和磁力线圈轨道的弧端也是一致的情况,同一偏向力和同方向弧端会基本形成一条直线。因而,太阳系太空间的各类实体之卫体物质(各类行星天体)都能在这条直线的平面上进行圆周循环运动。这正是太阳系八大行星都在同一平面上运转的原因所在。

由此可见,太阳系八大行星都在同一平面上运转的原因,是由太阳自转偏向力和太阳磁场及磁力线圈之定距定位轨道所决定的情况。

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为什么太阳系九大行星都在同一平面上运转?

纠正一下,太阳系是八大行星,冥王星早就被除名了,如题目中所说,太阳系八大行星的确近似在同一个轨道平面上运行。那么这是为什么呢?

八大行星在同一个平面上,在太阳的赤道面附近,这个面也被称为黄道面。一般认为这是因为整个太阳系都是由同一个星云凝聚而成的。太阳占据了超过99%的质量,八大行星质量小于1%。

太阳系原本是一团巨大的星云,一个近似球体的旋转状态,在自身重力的作用下慢慢凝聚在一起,由于角动量守恒的缘故,其旋转速度越来越快。星云越聚越近,旋转速度也越来越快,中间部分体积越来越小,凝聚得越来越紧,成为太阳,与此同时有少量的物质被抛出中心凝聚体,在中心体的赤道平面外形成了一个巨大的薄层。

但是后来由于某种不确定的原因,在这层星云中,又凝聚出了几个大的行星,与中心太阳形成的过程相似,行星周围又以类似的方式形成了各自的卫星,所以各个行星在太阳赤道平面上运行,同样的卫星也是在各自行星的赤道面上运行。

虽然主流观点是这样,但是这个观点也有说不通的地方,为什么薄层星云中可以形成几个行星。太阳系八大行星的自转方向多数与公转方向一致,但金星和天王星例外,金星自动向西自转,而天王星的自转轴与黄道面的夹角很小,看起来就像是在躺在黄道面上打滚一样。

之前冥王星也被列为太阳系中的行星,但是它显然与其它行星不一样,首先就是体积过小,质量也仅有月亮的1/3,外观也不够圆,再者其它八大行星的公转轨道几乎在同一平面,但是冥王星运行轨道与黄道面倾角达到了17°,于是在2006年冥王星被踢出了行星之列,被重新定义为矮行星。

自从把冥王星除名之后,人类对于行星有了新的定义:1、行星必须围绕恒星旋转。2、质量足够大,能够依靠自身的引力使得天体呈圆球体。3、轨道附近没有其它的物体。科学家认为冥王星之前很有可能是海王星的卫星,但是后来由于某种变故脱离了海王星,之前发现的冥王星有卫星(卡戎),但是后来进一步观测发现卡戎并不是冥王星的卫星,冥王星和卡戎是互相围绕彼此旋转,也就是说冥王星并没有卫星。

太阳系中行星的卫星并非一定是太阳系中的物质形成的,还有可能是闯入太阳系中的小天体被某个行星引力捕获,而后成为其卫星,太阳系中的行星运动轨道近似在一个平面,但是对于被太阳捕获的外来星体来说,比如说彗星,其轨道就有可能与黄道面有很大的夹角,这样的例子有不少。

为什么太阳系九大行星都在同一平面上运转?

这是旋转离心力的结果,理论上任何聚团的物质,在旋转的时候都有趋向于扁平化的特点。

铁球的巨大的旋转速度下,也能扁平化。物理学上有一种理想化的物体,叫做刚体,这是一种不因受力而形变的物体,是一种物理模型,方便物理学对某些问题的研究。

聚团物质密度大的,引力足够强,就能维持这团物质向扁平化的发展,我们的地球就是这样一个两极稍扁,赤道略鼓的旋转体。

而太阳系,形成之初,本身就是一团物质密度相对较小。在原初角动量的作用下,它就会旋转,这样一个相对松散的物质团,就会更趋向于扁平化。

实际上,宇宙中没有绝对的完美球体,这也是旋转产生的离心力的结果。

对于一个不受外力,绝对静止的物体,它最终会形成一个完美的球体,但实际的宇宙并不存在。中子星或者白矮星,也在旋转,也不是完美的球体。它们上面并不存在任何山体结构,巨大的引力能把任何凸起都磨平,它们表面几乎光滑,

引力负责把物质聚集成团,物质受力的方向来自都指向引力源,这些力不是在一个平面上的,而是整个三维空间。

但旋转产生的离心力,因为物体只要旋转,就一定有旋转轴,所以这样的离心力,会在同一平面上垂直旋转轴,方向和向心力(引力)相反。

引力来自整个空间,离心力只是在一个平面上抵消部分引力,这就是塑造星体,恒星系,星系的原因。

它们能聚集成团,但又有扁平化的趋势。

我们的八大行星,就是在一团已经扁平化的,环绕着原初太阳的原始星云中,诞生的。

是八大行星,冥王星早已在12年前的天文学国际会议上讨论出局了,原因之一就是它的轨道太“飘”了,和黄道面交角太大。柯伊伯带里有很多像冥王星的天体,冥王星在这里只是个子相对较大一点,但称得上行星的,是不会允许自己的轨道上有其他星体的。

扁平化的星尘里诞生的,合力受力也指向太阳,并没有来自垂直太阳系的其他力拉扯,所以它们看起来会近乎在一个平面上。

为什么太阳系九大行星都在同一平面上运转?

八大行星是姊妹星,只有在同一个平面运行才能经常相见。但实际是接近一个平面,。原理就是万有引力。

为什么太阳系九大行星都在同一平面上运转?

为什么太阳系中的行星都在一个平面?这其实是一个随波逐流的现象。如果站在银河系之中,太阳系之外,望向太阳系,你会发现太阳如同一个巨人带着一帮熊孩子在奔跑。

图:太阳系在银河系中运动

那么太阳系是怎么来的?

太阳系的主心骨是太阳,它几乎占据了整个太阳系的质量,只留下0.14%的残渣废料构成了太阳系的其他部分,包括了我们八大行星。

图:太阳系恒星和行星的大小比例示意图

而原料则来自于一朵较为集中并且巨大的云,由气体和尘埃组成,里面包含了构建太阳系的所有原材料。在寂静的宇宙中,这朵云安安静静的漂浮着。我们能从太阳系行星所含元素中大致推测出这朵星云的物质构成,但是我们无法推测出它的形状,甚至是它是如何形成太阳系,因为成型的原因有很多。

图:哈勃太空望远镜拍摄——马头星云

或许是远处超新星的爆炸,能量的释放扰动了它,又或许是远处一颗流浪星球的经过,又或许是远处同样有一朵云轻轻的飘了过来,又或许由于不规则的性质,造成了物质的密度差使高密度区开始逐渐吸收附近的物质,形成了太阳的雏形,总之这朵云开始聚集,越是聚集,质量越大,引力也就越大。

在一个圆形的操场中有四条跑道,同样的速度跑内圈肯定跑得圈数多,跑外圈肯定圈数少,或者我们也可以这样理解,跑内圈转得快,跑外圈转得慢。

最初的这朵巨大无比的云,覆盖了大量面积,在银河系慢慢地飘着,由于高密度区域的出现,星云中的物质逐渐向内靠拢,就如同从“外圈”,进入了内圈,高速旋转。

(注:跑道只是个通俗版本,实际上涉及到了引力加速度、扰动、离心力、科里奥利力及角动量守恒。角动量守恒费曼的例子很生动:花样滑冰选手为什么越转越快?一开始它伸展手臂,抬起一只腿,慢慢的旋转着,然而随着她把手臂和抬起的脚往回收,随着身体在空间内越集中,她旋转的速度就越快)

由于引力的作用,星云开始缩小,物质高速旋转,其中大部分物质都聚集到最中心形成球体,由于角动量的缘故这个球体也在高速自转着,至于少量的产于在外围绕着中心球体旋转。

图:原行星盘,太阳与物质

此时,太阳外层轨道的物质(还不是行星)并不在一个水平面上,它们或许是这样的:

图:没有离心力与向心力作用的轨道

但还有一个因素要考虑,由于物质高速旋转会产生向心力与离心力用,因此,物质应该朝向太阳的重心旋转,也就是太阳的中心,所以物质看起来应该是这样的:

图:初期物质轨道

这样的状况也不会持久,不在水平面上的物质由于轨道倾斜,在旋转过程中会上下运行,穿越水平轨道,在通过水平位置时会与水平轨道上的物质产生碰撞。随着时间的推移,非弹性碰撞会逐渐减弱向上及上下的运动速度,最终乖乖地待在水平面,于是我们终于有了一个大概的平面,就像这样:

图:达到同一平面

时间接着推移,这个平面上的小粒子随着旋转会相互间碰撞,在引力的作用下慢慢聚集成更大的物体,最后“吃掉”轨道上所有天体,形成行星。

图:行星的形成

当然,在这个过程中或许会飞来系外天体被太阳系俘获。因此如果发现一个物体不在这个平面上旋转,并且与其他行星方向不同,那么可能就不是在太阳系中形成的。

图:冥王星任重而道远

九大行星是我们以前小时候学的老黄历,冥王星之所以被踢出九大行星就是因为我们上面说到的它并没有吃掉轨道上的其他天体,它处于柯伊伯小行星带,在带中还有一些大个头、大质量的天体存在,一道不容二星,因此我们现在是八大行星。

还有一个问题,恒星的诞生!

图:核聚变——太阳诞生(太阳星云极其庞大并没有那么小,图有点出入)

太阳随着物质的聚集,质量越来越大,中心的引力的逐步的攀升,物质在核心相互挤压碰撞达到一个极高的温度和压强,引发了核聚变反应,一颗恒星诞生。

图:氢核聚变反应

总结

太阳星云由于高密度区的出现开始利用“引力”吞噬星云,星云物质由外到内,由于角动量守恒等因素高速旋转,倾斜角不同的轨道物质与以原星云物质聚集的初始水平面(物质最多)进行不断地碰撞与缓冲下,达到了同一水平面。

为什么太阳系九大行星都在同一平面上运转?

这是50亿年前太阳系形成过程决定的。

用物理学术语讲,由于角动量的存在,太阳系形成初期存在一个转轴,整个太阳系都围绕着这个转轴旋转。

而旋转必然就存在离心力,由于离心力的存在,旋转中的任何物质团都会趋于扁平化!

我们的地球就是如此,由于自转离心力作用,地球并不是正圆,两级稍扁,而赤道稍微鼓起来的形状。

太阳系同样如此,由于太阳系形成初期都围绕着中心(后来就是我们的太阳)旋转,整体就会趋于扁平化,而且这个扁平化非常明显,因为太阳系初期基本上都是气体云分子,密度越小的物体越是更加趋于扁平化。

就算一个致密的铁球,只要旋转速度足够快,也能形成扁平形状的。

理论上讲,在完美条件下,如果一个物体绝对静止不受任何外力,这个物体肯定是绝对的圆形,但事实上不可能存在绝对静止不受任何外力作用的物体。

太阳形成之后,八大行星就在扁平化的平面上形成,行星的自转方向多与公转方向一直,金星除外,而天王星的自转轴与黄道面几乎平行。科学家们分析,这是因为在太阳系初期,当时并八大行星还没有形成,太阳系不断上演着各种大碰撞,金星和天王星遭遇到大型天体的碰撞才会显得如此“另类”!

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