太阳系起源原理和太阳系的未解之谜刘元生刊载在《科学》（ScientificAmerican中文版）2000年第10期上的《太阳系的起源及其各个演化阶段》一文，首先提出太阳系起源理论。并成功地解释了诸如，小行星的形成机制、天王星为什么躺着运行等太阳系的许多未解之谜。该理论认为，根据当前科学界对太阳系起源的共识，太阳系的星体是由同一块星云形成的。也就是说：太阳系初期所形成的所有太阳系天体，包括太阳、各大行星、卫星和未能形成大星体的碎块都是由相同的物质所组成。这些星体在其形成之后漫长的50多亿年的演化过程当中，由于每个星体的体积、质量和在太阳系中的空间位置各不相同，每个星体在各自的演化阶段中都有着非常大的变化。我们也必须意识到，这种变化的主流是不可逆的。本文在此，就当前太阳系的其他未解之谜，再探讨太阳系天体的演变过程。一、月球的起源和它的演化过程月球是距离地球最近的天然大天体，是地球的卫星。它现在距离地球大约38.4万千米的轨道上运转着。它是直径3500千米的近似球形的星体。它也是人类唯一访问过的地外星体，并且对它保持有大量的岩石采集标本。总之，月球是人类除地球之外最熟悉的大天体。由于在月球表面，现在没有流动着的液体或气体，所以它的上面保存着几十亿年来变化的痕迹。将之与地球相对比，能演示月球的演化过程，对深刻地理解我们所生活着的地球和太阳系至关重要。如果，太阳、地球、月球和其它星球在形成初期都是由相同材料组合成的，那么形成初期时的月球也应该是以氢、氦为主要材料所组成。依此推算，当时月球的体积比现在的地球还大。质量是现在地球质量的0.8左右。它运行在环绕地球转动的轨道上；相对地球，月球当时就在同步自转。由于地球和月球在演变过程中质量在不断变化，所以月球与地球间的距离在以后的演变年代中是个变量。最初星云物质凝聚成月球的时间大约距现在50亿年以前。我们知道：无论是地球上的火成岩石、月球上岩石，还是降落到地球上的陨石。它们都经历过融熔阶段。依此可以推论，地球、月球以及其它类地星体的岩石部分，都曾经经历过热熔时期。对待这个热熔时期的物理机制，也就是热熔能量的来历问题。科学界众说纷纭。现在的天文学界普遍认为，是由于密集的小的岩石类小行星体对星体的撞击后造成的。但是，对于这种解释天文学界自己都无法自圆其说。譬如地球上现在存有大量的水，以上解释就无力解决疑问。有人认为：当大量小行星体撞击地球，地球上的岩石呈熔融状态时，地球上的水因为承受不住高温，而全部汽化在空中了。再经过长时间的冷却，地球上的水才又回到地面。在这里就出现了问题：依据现在的地球质量，它无法吸引得住这么多的汽化了的水。另有人直接提出：当地球、月球和其它类地行星经历热熔期时，它们都不存在有水。在它们经历过热熔期之后，有一颗非常大的彗星击中地球，是它给地球带来了现在的水。这里就出现了非常有趣的假设现象。在天文学问题的探讨过程中，特别是对太阳系的各种未解之谜的研讨中，当有重大的问题无法解释时。有人总会设想，另外会出现一颗大行星来撞击有疑问的星体，使无法解释的星体上的问题得到解决。例如：有一颗行星飞来，撞在了小行星带上的行星上使其破裂，形成现在的小行星带。又有一颗大行星撞在天王星上，使天王星躺在自己的轨道上运转。由于地球和月球的密度差别太大；又有人认为，是一颗大星体撞向地球，打出太平洋的物质在天空中形成了月亮。再加上给地球带来水的大彗星。现在的天文学界基本认为有这四颗大行星曾经存在过。就这四颗大的星体而言，如果它们不与其它星体相撞击，根据它们的运行轨迹，它们应该是不规则大行星（规则大行星具有共面性、同向性和近圆性等特征）和非常大的彗星。在太阳系中，根据天体力学原理和事件发生的概率推断，出现不规则大行星和非常大的彗星的概率几乎等于零。也因为太阳系里从来没有见过这样的大行星出现，更何况那样精确的行星撞击都是根本不可能发生的天文现象。真实地发生在月球上的事是这样一个过程：大量的物质积聚成的月球原星开始升温，升高温度的月球体积进一步变小。积聚能（势能）使月球内部的温度又进一步升高。...