太陽系不同區(qū)域的進化水平情況

距離太陽一光年的區(qū)域的天體逃逸太陽系的速度是168米每秒，而環(huán)繞速度是119米每秒，這意味著這個區(qū)域的天體的相對太陽的運動速度很難超過168米每秒，一旦超過，就會逐漸逃逸太陽系了。因此，這個區(qū)域的天體在整體跟隨太陽系以220千米每秒的速度公轉(zhuǎn)銀河系中心的同時，還以環(huán)繞太陽速度119米每秒運動。這個區(qū)域的天體環(huán)繞太陽的線速度都是很接近119米每秒的，不會有多少偏差的。其環(huán)繞太陽的周期很漫長，1584萬年能環(huán)繞太陽一周。

距離太陽半個光年區(qū)域的天體的環(huán)繞速度是168米每秒，逃逸速度是238米每秒。這里依然屬于奧爾特云區(qū)域，可見，在這半個光年的廣大范圍內(nèi)，天體的環(huán)繞速度相差很小。雖然環(huán)繞速度相差不大，但還是有著難以逾越的鴻溝。半光年內(nèi)的引力勢能差異還是不小的，可以讓一光年區(qū)域零速度的天體，加速到半光年區(qū)域168米每秒的線速度。也就是僅靠引力勢能，就可以讓一光年區(qū)域零速度的天體，獲得半光年區(qū)域所需要的環(huán)繞速度。這個規(guī)律具有普適性，也就是說，某個區(qū)域的天體碰撞后，環(huán)繞速度如果降為零，則意味著會向中心天體方向靠攏，逐漸被加速。一直可以加速到距離中心天體相對之前一半的距離的位置，就可以通過引力勢能減少，而獲得足夠環(huán)繞中心天體的線速度。

如法炮制，下一次碰撞到線速度為零，又會靠近一半距離。幾次碰撞以后，這個多次碰撞天體就會距離中心天體很近了。最終也許會被中心天體吞噬，成為中心天體的一部分?？梢?，中心天體的長大是如此麻煩，如此困難。這也意味著縱使宇宙已經(jīng)誕生一百多億年，依然會有數(shù)量相當(dāng)可觀的天體或物質(zhì)游離于中心天體之外。比如，我們誕生上百億年的銀河系的情況也是如此。

似乎，可以通過彗星的誕生數(shù)量，推測奧爾特云和柯依伯帶質(zhì)量密度。以及由觀測柯依伯帶內(nèi)部的矮行星數(shù)量與質(zhì)量推測柯依伯帶和奧爾特云區(qū)域的質(zhì)量。

天體受到太陽引力的加速度ɑ=GM/R2，這可以根據(jù)萬有引力公式和牛頓第二定律公式得出。距離太陽一光年區(qū)域的天體，受到的太陽引力加速度是1.49×10^-12米每秒。這個加速度是極小的，如果這個區(qū)域有個環(huán)繞太陽線速度為零的天體，也就是相對靜止，一年后的，也就是加速3.15×10^7秒的時間，速度才達到4.7×10^-5米每秒，一萬年后，指向太陽的徑向速度才可以提高到0.47米每秒。一億年后徑向速度提高到4700米每秒，這個速度在太空依然是不大的。10億年可以加速到47千米每秒，這個速度在太陽系內(nèi)部已經(jīng)比較壯觀了，這個速度已經(jīng)比地球環(huán)繞太陽的速度大了。

不過，對于誕生近百億年的太陽系來說，這個時間占比太大，這顯示一光年是個巨大距離，太陽的勢力范圍雖然可以達到那里，但也是強弩之末了。那里發(fā)生的幾乎所有事情，在很大的時間范圍內(nèi)，似乎對八大行星區(qū)域的空間毫無影響。也就是說，距離太陽一光年區(qū)域發(fā)生的事情，影響到八大行星的空間區(qū)域，需要極其漫長的時間。我們可以認為這里幾乎對太陽系八大行星空間區(qū)域沒有影響，可以認為這里是太陽系的邊緣了。

一光年區(qū)域，在太陽引力作用下，某天體零速度開始向太陽靠近，運動半光年的距離后，可以獲得168米每秒的線速度，如果角度合適，這個速度可以讓這個天體在半光年區(qū)域長期環(huán)繞太陽，而不再繼續(xù)靠攏太陽。這個過程中，這個天體加速度是逐漸提高的，雖然不是勻加速運動，但也比較接近吧。這有利于我們簡便計算這個天體這個過程耗費的時間。如果取其平均速度為最終速度的一半，實際上其平均速度應(yīng)該小于其最終速度的一半，但也差異不大吧？168米每秒的最終速度的一半就是84米每秒。

一光年是9.46×10^15米，半光年是4.73×10^15米，84米每秒的速度，需要走多長時間呢？357萬年。從速度為零開始，在距離太陽一光年的區(qū)域，依靠太陽引力作用加速，來到半光年的區(qū)域，需要357萬年。這確實很漫長。84米每秒的平均速度偏高了一點，如果詳細計算平均速度，也許只是不到80米每秒，甚至再低一點。

距離太陽一光年的區(qū)域，太陽對這里的影響很小，幾乎可以忽略影響。同理，這里對太陽以及八大行星空間的影響也很小，幾乎同樣可以忽略影響。但是這個空間區(qū)域是極大的，要比太陽系的核心區(qū)域，即八大行星空間區(qū)域大得多。如此大的空間，受到太陽或其他恒星干擾的影響很小，這意味著這里的天體進化是極其不完善的，也就是這里的天體是極其原始的，這自然意味著這里有著巨大數(shù)量的物質(zhì)，我們至少嚴重低估了這里的物質(zhì)存量，這里幾乎有著比肩太陽的物質(zhì)質(zhì)量。也就是這里儲存了巨大數(shù)量的以環(huán)繞太陽線速度每秒百米左右的天體?？紤]到這個區(qū)域天體的巨大質(zhì)量，這個區(qū)域的天體環(huán)繞太陽的線速度應(yīng)該會平均比119米每秒大一些，也許會達到一百五六十米每秒的線速度。

在距離太陽一光年的區(qū)域，如果真有數(shù)量巨大的天體，這對未來人類飛出太陽系是個巨大障礙，意想不到的碰撞是大概率的。這也許要比小行星帶的顆粒塵埃密度大，如果真的如此，確實是大問題。我們難道真的走不出太陽系了嗎？我們本來想象恒星際空間應(yīng)該會更空蕩一些，或更干凈一些，但是，實際上這里很有可能與我們想象的情況相反，這里應(yīng)該遠沒有我們太陽系內(nèi)部的行星際空間干凈或空蕩。

圖43 歐美科學(xué)家想象繪制的太陽系立體圖，包括了廣闊的奧爾特云區(qū)域。

前面我們只是定性地分析天體進化程度或水平，現(xiàn)在我們具體計算一下天體進化的水平或程度。萬有引力常數(shù)G等于6.67×10^-11方，光年距離為9.46×10^15米，太陽質(zhì)量約為2.0×10^30 千克。1/T是度量天體進化水平或進化程度的數(shù)據(jù)或標志，1/T=√（GM）/2ΠR√R。當(dāng)R為一光年時，1/T=2×10^-15。當(dāng)R為0.5光年時，1/T=5.66×10^-15。當(dāng)R為0.1光年時，1/T=63.2×10^-15。地球軌道的天體進化水平是1/T=3.16×10^-8，這個數(shù)值明顯比0.5光年區(qū)域的數(shù)值大多了，大了近千萬倍。50個天文單位（一個天文單位是地球到太陽的距離）的柯依伯帶天體的進化水平是1/T=8.9×10^-11，是地球軌道附近進化水平的三百多分之一。柯依伯帶是很廣闊的區(qū)域，100個天文單位的區(qū)域也屬于柯依伯帶，其進化水平就明顯降低許多了，是地球軌道進化水平的千分之一。

圖44 歐美科學(xué)家繪制的太陽系范圍圖，包括了奧爾特云。

1000個天文單位之外的地方，應(yīng)該就不屬于柯依伯帶了，已經(jīng)屬于奧爾特云的內(nèi)部邊緣了，這個區(qū)域的天體的進化水平為1/T=1×10^-12。10000個天文單位的地方，天體運行軌道的進化水平為1/T=3.16×10^-14，其現(xiàn)在的天體軌道進化水平大致相當(dāng)于太陽系形成一萬年時的地球軌道區(qū)域的進化水平。

我們太陽系如此的結(jié)構(gòu)，其他的恒星系的結(jié)構(gòu)也應(yīng)該大致如此！也就是恒星的天體系統(tǒng)尺度是很大的，這幾乎適合于銀河系懸臂上的絕大部分恒星。在銀河系中心區(qū)域，恒星稠密，且有黑洞分布，這里的恒星系空間范圍應(yīng)該就比較小了，不會有奧爾特云結(jié)構(gòu)了，甚至不會有柯依伯帶結(jié)構(gòu)，但可能會有行星體系結(jié)構(gòu)。

天體系統(tǒng)總是向共面性的方向發(fā)展，以及向天體數(shù)量減少化，即核心天體首位度增大化方向前進，這是天體系統(tǒng)進化的兩個普遍趨勢。其他次要一些的趨勢是共向性、共圓性等。因此，天體系統(tǒng)進化水平或進化程度的標志是共面性程度和核心天體首位度及天體數(shù)量的精簡化程度。

我們基本可以得出一個重要結(jié)論，我們低估了太陽系的質(zhì)量，究竟低估多少，不太清楚。同理，我們根據(jù)太陽質(zhì)量推測的其他恒星質(zhì)量的數(shù)據(jù)是偏低的，特別是銀河系懸臂上的恒星的質(zhì)量。我們想象推測的暗物質(zhì)，應(yīng)該有眉目了。這些暗物質(zhì)不是別的，就是大部分恒星系統(tǒng)對應(yīng)的奧爾特云區(qū)域所分布的物質(zhì)。恒星系統(tǒng)的奧爾特云區(qū)域的物質(zhì)總量很有可能會超過恒星本身的質(zhì)量，這應(yīng)該是銀河系暗物質(zhì)的重要構(gòu)成部分。

銀河系懸臂上的恒星系統(tǒng)的奧爾特云區(qū)域就可以分布巨量物質(zhì)，其實在銀河系懸臂之間的相對空蕩區(qū)域，也會分布巨量的天體，以及巨量的天體物質(zhì)質(zhì)量，這自然也是暗物質(zhì)的重要構(gòu)成部分。其實在銀暈部分，這類似太陽系的柯依伯帶，這里雖然不明亮，但是這里也會分布大量的天體，由于這個區(qū)域的空間體積巨大，天體總質(zhì)量會很可觀，自然會是暗物質(zhì)的重要構(gòu)成部分。在銀暈之外，位置類似于太陽系的奧爾特云區(qū)域，應(yīng)該也會分布著大量較小的天體，物質(zhì)總量也會是很大的，是暗物質(zhì)的主要構(gòu)成部分。

暗物質(zhì)并不是非常規(guī)物質(zhì)，也是我們常見的物質(zhì)，只是由于相對分散，沒有集聚起來，難以實現(xiàn)較高的自身溫度，自然是不明亮的，難以被觀測到。我們太陽系周圍的不明亮物質(zhì)，我們還難以察覺到，銀河系外圍的不明亮物質(zhì)就更難以察覺了。其他星系就更不用說了，這些不明亮物質(zhì)，只能通過引力作用效果，讓我們感受到這些物質(zhì)的存在。也就是我們通過引力作用效果感受推測的所謂的暗物質(zhì)，其實就是這些不明亮的物質(zhì)。

我們太陽系是一個發(fā)育非常完善的恒星系，因為我們太陽系與其他恒星相距比較遙遠，這為太陽系的完美發(fā)育提供了條件。銀河系的發(fā)育可能就不具備太陽系的條件了，按照銀河系發(fā)光明亮區(qū)域的自身尺度，銀河系距離其他星系太近了，這讓銀暈之外，很難形成一個類似太陽系奧爾特云區(qū)域的相對龐大尺度空間。如果銀河系與其他星系是相距上百萬光年，銀河系也會有一個尺度可觀的奧爾特云區(qū)域。但銀河系距離最近的星系只有小幾十萬光年，這太近了，銀河系自然不能完美發(fā)育。

我們知道相當(dāng)于太陽質(zhì)量10倍的恒星，其表面溫度是很高的，核聚變時間只是太陽的三百分之一，這意味著其核聚變壽命很低，幾千萬年就走完自己的發(fā)光生命歷程了。然后是超新星爆發(fā)，把大部分物質(zhì)拋入周圍空間。這為太陽等新一代恒星的形成提供了豐富的物質(zhì)基礎(chǔ)。

形成太陽系的物質(zhì)來源于超新星爆發(fā)所剩下的殘余物質(zhì)，太陽系外圍的奧爾特云區(qū)域的物質(zhì)也是超新星爆發(fā)殘余的物質(zhì)，與太陽系八大行星區(qū)域的物質(zhì)來源是一致的。那么，銀河系的銀暈區(qū)域的物質(zhì)是來源于什么呢？銀暈外圍的物質(zhì)會是來源于什么呢？