當我們想像太陽系時，什麼圖片突然出現在我們眼前？均勻的行星盤繞太陽旋轉，其方向與太陽在其軸上的方向相同。
資料來源：scienceabc.com
這幅畫是如此完美，以至於人們不由自主地提出了一個問題：一切真的那麼簡單嗎？在三維空間中，如何以及為什麼形成了一個具有單一旋轉方向的近乎完美的行星系統？在這方面太陽系能被稱為特殊系統嗎？
現在，太陽系確實看起來像圖中的樣子：在太陽的中心，周圍有一排行星，它們的軌道位於同一平面上（稍後將對此進行詳細介紹）。但是，正如您所知，情況並非總是如此。為了解釋太陽系的當前幾何形狀，有必要轉向其形成過程。
由氣體和塵埃雲的行星系統組成的恆星的形成。
太陽系是由46億年前的宇宙塵埃和氣體雲組成的。最初，由粒子的重力共同作用的雲具有任意形狀，大概是球形，並且其內容大致均勻地分布在所有三個空間平面上。雲中的塵埃和氣體顆粒不規則地運動並相互碰撞。但是，巨大的雲「演變為」我們現在擁有的系統的嚴格形式。這怎麼發生的？
藝術家看到的原行星盤
首先，問題在於角動量守恆定律。如上所述，灰塵和氣體顆粒一直處於混沌運動。但是，純粹從數學上講，雲的總角動量極不可能為零。這意味著在一定的方向上有更多的粒子運動。總角動量是單個粒子所有角動量的矢量和，它設置了封閉系統圍繞其質心的旋轉方向和旋轉速度。
在原行星盤的發展過程中，方向和速度可能會由於外力和因素的影響而發生變化：這可能是附近恆星系統引力的影響或異物進入系統的影響。但是現在對我們來說已經不重要了，因此可以忽略外力的影響。
當相對於系統的總體旋轉方向「向上」和「向下」移動時，灰塵和氣體顆粒會發生碰撞：除主顆粒外，其他所有方向上的顆粒最終都趨於平穩，僅在相同主方向上運動的顆粒仍然存在。即，顆粒在「垂直」平面中的一般運動被補償並且趨於零。在這種情況下，建立了粒子在空間和速度上的分布，在這種分布下，碰撞的可能性最小。該狀態對應於在平面上沿圓形軌道的運動。
離心力輔助了這一過程，離心力將太陽系的原行星雲「解開」到一個薄盤中。此過程與以上內容並不矛盾，而只是對它的補充。結果將是雲的「變平」，而不會改變系統的旋轉速度和方向。
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是的，封閉的系統是科學模型。在我們的宇宙中，沒有一個系統可以被稱為絕對封閉的：具有質量或速度的每個物體都會以一種或另一種程度影響所有其他物體。由於重力的相互影響，行星軌道的傾斜角度與黃道平面略有偏離，但總的來說，這種傳播很小。
平面太陽能系統是否特別？當然不。我們實際上在任何其他恆星系統中都觀察到這樣的圖像，這表明恆星和行星系統形成過程中的每個地方都發生了類似的過程。
讓我們總結一下：
為什麼所有行星都在同一平面上？行星由氣體和塵埃雲組成，並沿最短的方向塌陷。然後，粒子「粘」在一起，然後將它們向中心壓縮。但是他們沒有落在已經坍塌的恆星上，而是開始圍繞它旋轉。結果，在重力和離心力的作用下，根據角動量守恆定律，形成了在同一平面內繼續旋轉的宇宙物體和行星。