物競天擇原理：太陽系是引力大淘汰的結果

土星是太陽系擁有衛星最多的行星，迄今一共發現了84顆，同時土星還有一個像唱片一樣的光環，這個光環其實是一些小天體的骨灰，根據洛希極限定律，當一個小天體接近一個比自己大得多的天體時，超越一定界限就會被大天體的潮汐力所粉碎，這個極限一般是大天體直徑的2.4倍，這也正好是土星光環的位置，這麼耀眼而又寬闊的光環有裹著冰殼的小巖石和更細碎的塵埃組成，如果把它們壓縮在一起，大約和月球差不多大，可以把絢麗的土星光環看作是肢解小天體的屠宰場。

圖解：被潮汐力粉碎的小行星

以中央天體為核心的穩定三角形力結構——拉格朗日點

土星不僅告訴我們物質在引力下如何粉碎，還給我們演示了天體軌道運動的更多可能性，特別是演示了在一條軌道上能夠同時有兩顆天體的情況，在正常情況下一條軌道只能被一顆天體使用，否則引力的擾動終究會讓這兩顆天體相撞，但是理論上應該有一個位置可以讓它們共處，這就是著名的——拉格朗日點。

拉格朗日，他是法國的一位天文學家，他對引力的相互關係有非常出色的研究，根據這個理論共同使用一條軌道的天體中必須有一個特別小的天體，並且必須處於超前或者拖後另一顆大得多的天體60°的位置上，這樣才能形成以中央天體為核心的穩定三角形力結構。

圖解：拉格朗日點·5個位置點

在土星的土衛四的軌道上正是產生了這種情況，在這條軌道上就有第2顆天體（土衛四B），土衛四B超前在土衛四60°的位置上，與土衛四同樣的速度繞土星運行，而且它的直徑只有32公裡，是土衛四直徑1120公裡的1/40。而土衛三就更絕妙了，它的軌道上有兩顆與其共處的天體，而位置也精確地符合拉格朗日理論，一顆在超前60°，一顆在拖後的60°，而且也非常的小。

圖解：土星的衛星軌道運行示意圖

天體的世界裡也存在著達爾文進化論所肯定的物競天擇原理

從太陽系的第1顆行星（水星）到土星的距離大約是16億公裡，在這個距離中排列著6顆行星，行星之間的間隔距離逐漸地拉大，這顯然與行星體積的增大有關，像木星、土星這些大行星的軌道的安全距離應為10億公裡左右，否則它們的巨大引力攝動很容易改變各自的軌道而導致碰撞，從水星到金星到地球到火星，這4顆依次排列靠近太陽的行星，一共才佔據了2億公裡左右的空間，因為這4顆行星都是太陽系的原始小行星，從巨大的氣體行星開始才真正地拉開距離，從火星到木星一下子就形成了6億公裡的空間距離，而從木星到土星有8億公裡的空間距離，土星到天王星有16億公裡的距離，而從天王星到海王星有將近15億公裡。

圖解：八大行星數據對比圖

• 冥王和海王星的間隔平均是25億公裡，為什麼是平均間隔呢？

因為冥王星是一顆矮行星，也許正因為它太小了，只有月球那麼大，所以它自身的離心力不足以維持一個比較規則的繞行太陽系軌道，它離太陽最近時比海王星還近，而離太陽最遠時卻達到了70億公裡。

如果說以火星為界算作太陽系的市區，那麼從木星開始就是郊區了，而從天王星開始就是遠郊區了，如果用中國地圖來表示太陽系的行星分布，那麼北京的天安門是太陽，天津以內是火星等4顆類似地球的行星，木星大約在鄭州一帶，土星則在長沙一帶，而最遠的冥王星則在澳大利亞。

圖解：八大行星+矮行星（冥王星/右下角）繞日軌道

我們今天看到的是太陽系引力大淘汰的結果，從現存的天體表面密布的環形山等隕石坑就可以看出過去的太陽系是多麼的混亂，然而最終所有不合理的天體和軌道都被消滅了，現存狀態一定是一個隨機的結果，但這就是最合理的結果，因為50億年是一個挑剔無比的篩選，它能把所有不合理的都排斥掉，已經50億歲的太陽系行星陣列，是宇宙中天體類型的經典，我們可以用這種模式去判斷其他恆星和行星的關係，當然其中的情況肯定會大不一樣，但是我們太陽系的一些原則也許會普遍的存在，這就是行星之間的最近距離限於5000萬公裡，最遠可以達到25億公裡。

圖解：太陽系天體分布圖

太陽系中天體的行為是研究宇宙物質之間力的關係極為難得的實驗對象

天王星雖然遙遠但總算還有一個龐大的家族，它有27顆衛星，而且似乎就是為了彌補這種寂寞天王星的衛星離主星的距離都非常的近，有的距離天王星的表面只有幾萬公裡，最遠的1顆也要比月球離地球的距離近一半，這麼多的衛星如此貼身繞行這可是一個很壯觀的場面，而且由於天王星的引力是地球的15倍左右，這些衛星又這麼靠近它，所以這些衛星的公轉速度必須非常的快才不至於被天王星的巨大引力拉過去，在天王星上空看，就能夠不斷地看到27個顆「月亮」急匆匆的跑上來又跑下去，天王星的夜空可是一點都不寂寞。

圖解：天王星的衛星運行軌道圖

海王星和天王星質量差不多，但是海王星只有14顆衛星，其中1顆（海衛一）非常有意思，這個比月球略大一點的衛星和它的主星在較勁，它的公轉方向和海王星的自轉方向正好相反，太陽系的天體中也有與主星公轉方向相反的衛星，但都是體積小和距離很遠的衛星，像海衛一這樣的大衛星在低軌道上逆行則是獨一無二的，這些奇特的引力現象有待於去觀察和研究。

圖解：海王星的衛星運行軌道圖

太陽系的邊界應該以冥王星為界，不過這個邊防哨所的身材似乎單薄了點，它是太陽系的矮行星，比月球的質量還要小，但它卻佔據著一個行星的軌道，也許冥王星在太陽系註冊戶口的時間並不長，它的軌道極其的偏斜，這是一種很危險的軌道，如果在以往的50億年中都是沿著這種不規則的軌道在運動，它就有可能被海王星所俘獲，冥王的稱號很貼切，意思是地府的主宰，冥王星在遠離太陽的黑暗中歪歪斜斜的溜達著，孤獨而寂寞，不過冥王也有衛星，名字也同樣有意思叫做「卡戎」，意思是幫助冥王往冥河中搬運亡魂的船夫，它們倆其實更像是一對患難的兄弟，個頭又差不多，以至於各自的引力互相影響，各自都沒有了自轉，只能同時圍繞它們共同的引力中心點旋轉，這種現象叫做——啞鈴式旋轉。

圖解：冥王星的衛星運行軌道圖

準確地說冥王星和它的衛星是一組雙行星，有人說月球和地球也是雙行星，但月球的質量只有地球的1/80，而卡戎的質量是冥王星的1/10，月球還不具有與地球分庭抗禮的地位，冥王星既不是氣體行星也不是巖石行星，它是一顆複雜的化學冰球，它遠離太陽而且也沒有靠近大行星，得不到引力的能量，因此冥王星對於生命而言是無所作為的，但是在最近的一些觀察中發現，冥王星並不是無聲無息的，它恰恰是因為寒冷而積蓄了許多類似甲烷的有機氣體，在很多時間裡，這些有機氣體凍結在冥王星的表面，但是因為冥王星的軌道十分地偏斜，因此它有一個近日點，每當到達這個位置，冥王星和它的衛星之間會被微弱的陽光蒸發出少許的氣體，這些氣體就在主星和衛星這兩顆星球的中間地帶進行徘徊，這時就可以通過光譜望遠鏡分析這些氣體，從而了解這個遙遠而神秘的星球物質成分，現在至少能夠確定冥王星不是完全的巖石星球，但也不是像木衛二那樣被水結成的冰覆蓋的星球，它的表面是氣體在低溫下出現的冰態，甚至可以說冥王星是一個氣體的固態星球，或者是一顆超級大彗星。

圖解：體積對比圖

8條圍繞太陽旋轉的天體軌道

按照天文學的分析，這8條軌道都是有道理的，使用這些軌道的天體基本上都處在應該的位置上，在太陽系的特定空間位置上，該有天體的地方都有了天體，當然如果天體的大小和現在的不一樣，那麼它們的軌道狀況會相應地改變，但是如果它們各自的質量大小就是這樣，軌道也就一定是這樣，至少沒有任何理由認為這些軌道是不合理的，但是在太陽系中有一個位置似乎空缺了一條軌道，或者說空缺了一顆行星級別的天體，這就是在木星和火星之間的某個位置上，理論上應該有一顆不小於火星的天體，因為火星很小，它和木星的距離不應該像現在這樣16億公裡，雖然木星和土星，土星和天王星之間的空間要比這大得多，但它們的質量也大得多，也就是說木星和大行星的距離可以很遠，但是和類似火星地球這類天體之間的距離，就不用那麼遠。

在這個令人困惑的空間裡存在著一個數量龐大的天體群，大約有幾千顆，不過這些天體都很小，最大的直徑才1000公裡，最小的直徑還不到1公裡，它們小到都沒有形成規則的圓形球體，基本上都是一些稀奇古怪的形狀，因為它們小但又圍繞太陽旋轉，所以稱它們為——小行星。

圖解：左起第4個星球與第5個星球之間的就是小行星帶

• 這堆不成形的太空石頭究竟是幹什麼的呢？

小行星們的存在可以解釋這個空間原來的軌道空缺，但是它們怎麼會是這個樣子呢？

有人認為這是曾經有過的一顆類似地球的天體因故爆炸的碎片，但根據更仔細的數學計算更傾向於認為這是一批永遠不能竣工的行星原始建築材料，一般來說，行星都是許許多多的這種小碎片碰撞而組合出來的，在宇宙中碰撞的結果一般不是物體的分離而是粘合，地球和其他行星都是這麼粘合起來的，現在看到的行星上環形山都是它們最後組裝的痕跡，這些砸在行星表面的物質都成為了這個天體的一部分，然而這種粘合需要不受外界幹擾的條件，也就是它的附近不能有過於強大的引力。木星和火星這對太空石頭卻未能碰撞在一起，因為有巨大的木星存在，木星的引力在這個位置上有強大的攝動作用，這使得所有的天體聚合變大的機會都會功虧一簣。

黃媂結語·小行星有可能會被地球的引力束縛變成地球的衛星

因為它們的軌道偏心率很高，很容易和其他行星的引力遭遇，這種遭遇會使它們改變原來的軌道，這些小行星的軌道已經偏到木星和火星之間這麼巨大的空間跨度中了，甚至有的小行星成為了木星軌道的行星，就是說它們和木星共用一條軌道，與太陽形成了引力四角關係，這就與土星的衛星的狀態相同了，而且也嚴格符合拉格朗日定律，這種天體必須很小，和木星共軌的小行星只有幾公裡的直徑，而且它們必須處於超前或者是拖後木星60°的位置。

然而還有一些小行星向地球的方向運動，有很多顆這樣的小行星，在離地球幾千萬公裡的地方頻繁地光顧，有少數小行星可以穿過離地球僅僅幾百萬公裡的地方，這的確是比較危險的，因為幾百萬公裡完全是地球的引力控制範圍，之所以能夠避免災難，完全是依靠小行星自身的速度，它的速度越快危險性就越小，速度慢就有可能被地球的引力束縛，最後變成地球的衛星，這是比較好的結果，但是也很有可能會落到地球上。

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我是【黃媂】，【科普新星培訓營】95後女學員，今日頭條青雲計劃精選文章獲獎者。創作有關（天體生物學領域.太空生物學領域.科學.科技.科研.科普）的文章，歡迎點讚.評論.轉發.關注互相學習。