大约在50亿年前,邻近地球的太阳星云(这个星的物质将要形成我们的太阳系)中有一颗质量比我们的太阳要大出许多倍的恒星,将要耗尽它核心部分的氢燃料时,由于缺少足够的能量来支撑自身,这颗恒星发生了坍缩。奇妙的是,这种坍缩产生了另一种类型的能量——重力势能,即使一个物体在重力作用下得以运动的那种能量。大量重力势能的释放,使恒星变得极其炽热,引燃了它的氦。在这个可怕的炼狱里,产生了从锂到铁的一切中等重量的元素。
后来,恒星的氦储备也耗竭了,其核心猛烈坍缩,发送出冲击波,穿过银河系的这部分空间。冲击波的能量快速地铸造出金、铀等重元素。把轻元素与中重元素转变为重元素的热核反应爆发出一颗超新星——犹如银河系中的原子弹。爆炸使恒星炸开,新生物质被抛射到外面的星云中去。随着超新星的爆炸,可怕的冲击波通过粉碎、压缩作用,产生了巨大的恒星云。
在附近的恒星云中,有一个恒星云变成了我们的太阳系。冲击波引起了不可思议的扰动,释放出各种类型的能量。重力把移动物体朝里面拉,发出重力势能。尘埃与气体颗粒越来越接近,小粒子形成大颗粒,同时释放出动能。运动中的物体具有动能,一旦静止不动时,动能就要释放出来。在宇宙碰撞事件中,动能是非常重要的角色。
几种过程互为补充,形成了我们的太阳系。重力继续不断地把物质吸引到星云的核心,进一步增加了它的重力。角动量(自旋物体的旋转能)使星云转得越来越慢。星云的大部分质量集中于其中心,剩余的一部分质量形成一个巨大的碟子,向外作螺旋运动。碟子里储存着太阳系的全部化学元素,包括“大爆炸”开始时的氢与氦,加上多次超新星爆发时生成的元素。制造生命的材料——简单有机分子在星云里也有。
太阳星碟不断分崩离析,一阵阵新释放的能量爆发使温度缓慢升高。大约5000万年以后,星碟核心达到极高温度,开始了由氢聚变为氦的热核反应。太阳燃烧起来了。
在燃烧的恒星中,气体压力大大增强后,重力坍缩停止了。太阳星碟中的温差很悬殊,从中心温度的20000℃以上直到边缘的-270℃,后者就是我们太阳系外缘目前的温度。物质在逐渐冷却的星碟中凝聚,重力把最重的元素集中到中心。这些金属与岩石化合物成了内行星的组成成分。与此同时,太阳附近较轻的气态元素汽化而挥发了。在星碟较冷的外缘,挥发物较为稳定,它们互相化合,产生了水、甲烷、氨等化合物。
在太阳星碟内部,分子碰撞后聚合成颗粒,后者又会产生砂砾、岩石与球石。物体增大以后,它们的撞击烈度也有所增加。千万年过去了,卵石成了微星,岩石的直径也可达到数十公里。较大的微星,其引力场已经相当强,足以吸引较小的物体。这样演变的结果,最后留下的只有庞然大物,而它们之间的碰撞逐步形成行星。内行星的生长、增大正是通过星碟内部不断添加金属与岩石而成。外行星则是由太阳系外缘部分的岩石与冰块的微星聚合而成的。
我们的太阳与行星大体上是在46亿年前同时形成的。科学家们认为行星的聚合需要1亿年左右,较大的外行星更长些,而较小的内行星则稍短些。
太阳系是如何组成排列的呢?首先地球是太阳系的几大行星之一,离太阳最近的是水星,最远的是海王星,最亮的是金星。