钟萃相
摘 要：笔者通过建立星球火山喷发改变星球公转速度和星球变速引起星球变轨的计算模型，并根据计算机的高精度计算，发现星球上一定规模的火山喷发或天体与星球的撞击确实能够改变星球的轨道，使星球在成长的过程中渐渐地远离母星，从而首次揭示了月球的形成和演进规律。并根据月球的形成和演进机制，进一步揭示了太阳系的形成和演进规律，并能科学地解释为什么环绕太阳的八大行星都是顺行的，为什么八大行星的轨道几乎处于同一个平面，为什么八大行星多数自西向东旋转。该理论还可以用来解释其他宇宙星系的结构、宇宙的膨胀和全球气候变化的原因。
关键词：太阳系 月亮 地球 形成 演进 变轨 星系结构 宇宙膨胀 全球气候变化
中图分类号：P184.1 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）12（c）-0001-06
关于太阳系的形成和演进，人们已提出多种假说[1-2]。这些假说大致可以分为两类：一类是星云说，另一类是灾变说。但两类假说都有严重的问题。其中最为广泛接受的假说是星云说，这种假说认为太阳系是由46亿以前的一个横跨数光年的巨大分子云经引力坍缩而成。由于该分子云的大部分质量集中于太阳系中心，从而形成了太阳；剩余的质量则形成了扁平的原行星盘，从这个盘中形成了太阳系的各大行星、卫星及其他天体。但随着20世纪50年代太空时代曙光的出现及90年代太阳系外行星的发现，这种假说不得不为适应新的发现而被修改。但即使是修改后的假说仍然无法解释许多事实。比如，为什么行星能围绕太阳旋转？为什么离太阳系中心较近的水星和金星本来有较多的物质来形成其卫星，却没有一颗卫星？还有许多无法解释的事实。所有这些事实都使现有的假说难以置信。于是，作者通过研究月球的起源，发现了卫星、行星和恒星的形成和演进机制，从而揭示了太阳系及其他宇宙星系的形成和演进规律。
1 月球的形成和演进
1.1 原有假说的脆弱性
对于月球的形成，人们也提出了多种假说[3]。一种假说是分裂说，即有人认为在太阳系形成初期，地球和月球原是一个整体，那时地球还处于熔融状态，由于地球自转非常快，因此月球通过离心力从地壳中分裂出来了，但这要求地球的初始旋转速度太快以至难以令人置信。事实上，作者近来的研究表明在地球形成之初，地球绕太阳的轨道很近，地球应该像水星和金星那样自转速度很慢，因此这种假说明显有错。另一种假说是俘获说[4]，即有人认为月球是地球通过地心引力俘获的现成天体，但这要求一个实际上不可行的扩展的地球大气层来散发穿过大气层的月球的能量。还有一种假说是同源说，即有人认为地球和月球是在同一个原始吸积盘里形成的，但这无法解释月球中金属铁的剥夺。而且这些假说还不能解释地-月系统所要求的高标准角动量。
当今占上风的假说是碰撞说[5]，即有人认为地-月系统是一次大碰撞的结果：一个火星大小的天体撞上刚刚形成的原始地球，爆炸的物质进入环绕地球的轨道，然后积聚形成月球。然而，陨石分析表明火星和灶神星这些太阳系内的天体具有与地球大不相同的氧和钨同位素组成，而地球和月球具有几乎相同的同位素组成。发表在2012年的对Apollo月球样本所作的钛同位素分析也表明月球和地球具有相同的组成[6]，这与月球形成的碰撞说相矛盾。另外，若真的发生了这样的碰撞，则碰撞过程中所释放的巨大能量以及随后在地球轨道中发生的物质重聚将融化整个地球外壳，形成岩浆海洋。新形成的月球上也有它自己的岩浆海洋，估计海洋深度从500 km到整个月球半径之长。然而事实并非如此，可见碰撞说也不成立。
既然月球既不是被地球俘获的一个现成天体，也不是地球与别的天体碰撞的产物，因此月球只能是地球自身的产物。但是，地球也不具有足够的转速来把与地球紧密相连的月球部分随意抛出去，因此，月球应该像人造卫星那样，构成月球的物质应该在特殊力的作用下从地球射入空中，进入绕地球旋转的某些轨道，然后逐渐地积聚巨大的卫星。
1.2 月球起源新解说
许多科学研究表明，
大约在45亿年以前，也即在地球形成之初，地球便开始出现了频繁的火山喷发，因为那时地球离太阳很近，地球绕太阳运行的速度也快得多，地球内部积蓄了大量的热量，因而导致了频繁而猛烈的火山喷发。在一些猛烈的火山喷发过程中，有些诸如火山灰、火山弹和浮石之类的碎屑在巨大的岩浆喷射力的推动下可获得第一宇宙速度以上的飞行速度，从而进入绕地球运行的轨道，形成一层一层的环球“星云”。在这些进入绕地轨道的碎屑中有一块体积较大的碎片就是后来形成月球的雏形。另外，当火山喷射的方向与地球自转的方向一致时，射出的岩石碎片容易获得第一宇宙速度（7.9 km/s）以上的飞行速度，所以在环绕地球的同一轨道中顺行碎片比逆行碎片多。因此，顺行星子可以吸收合并更多的顺行碎屑，碰撞更少的逆行碎屑，因而更容易成长为月球。这就是为什么月球是顺行卫星的原因。
月球雏形最初进入的绕地轨道相距地球较近，地球周围有大量的火山喷射物质，如火山灰、水蒸气、SO2形成的气溶胶等，形成环绕地球的“星云”。后来月球雏形不断地吸收轨道附近的这些物质而变得越来越大，并渐渐地远离地球，成为今天庞大的月球。关于这一点，可证明如下：当月球绕地球正常运转时，地球对月球的万有引力与月球的离心力大小相等、方向相反，假设地球的质量为M，月球的质量为m1，月球的半径为rm，月球绕地球运转的轨道半径为r，转速为v，则
靠近月球的轨道，还有一些较小的由地球抛射物形成的星子在环地飞行，如图1所示。假设这些星子的轨道半径为rx，则这里所考虑的星子的轨道半径满足：r-rm< rx 假设星子的运行速度为vx，则 因此这些较小的顺行星子最终将赶上月球。特别地，当一个较小的顺行星子接近月球时，月球的引力又加速该星子的运动，使星子的速度大于vx。假设该星子的质量为m2，当它撞上月球时的速度为vy，则月球与该星子合并时的离心力是
即月球绕地球旋转的离心力大于地球对月球的引力，因而月球重心有远离地球的趋势。特别地，如果撞击月球的星子足够大，它还可能猛烈地撞击月球，使月球的顺行速度增至更大的值v2，这时
月球重心就远离地球一段距离。总之，随着月球质量的递增，月球重心也在远离地球。
月球形成之初是一个冷却的均质球体，但随着月球质量和体积的不断增加，月球内部的热能不断积聚，包括月球高速旋转（速度接近7.9 km/s）引起的气流摩擦产生的热能，月球自身引力收缩过程产生的热能，原始月球内部化学反应而产生的热能。正是由于月球原始热能积聚到一定程度，才使原始月球物质发生了熔融分异，形成了月球的不同圈层：月核，月幔核，月壳[7]。
月球早期的轨道离地球大气层很近，特别是月球正面（即靠近地球的那一面）有一大块表面浸泡在地球大气层中，因此月球从地球大气层中吸收了大量的水气，在月球表面形成了大面积的冰水覆盖区，月海由此产生。特别地，由于在月球高速环绕地球公转的过程中，月球表面会产生自东向西的气流或风暴，因此在月球西半球产生了“风暴洋”。现在科学家也已发现，月球两极地区仍然存在着大量的冰水物质。但是，在月球环地飞行过程中，月球东半球总处于头部位置，与空气的摩擦较剧烈，产生大量的热量，使东半球气温较高；加上月球东面始终面向太阳，也使其表面温度高于西半球。因此，月球东半球气温高于西半球，这就使东半球气流活跃，不容易凝结冰水，而西半球气温较低，容易凝结冰水，因此西半球覆盖着较多的冰水，这就是为什么西半球具有较多的月海。
由于冰水的长期侵蚀，许多地方的月壳破裂，当冰水进入月幔与炽热的岩浆接触时，水分立即气化，产生猛烈的火山喷发。由于西半球覆盖着较厚的冰水，因此西半球发生火山喷发的概率和强度高于东半球。总的来说，月球西面所受火山推动力大于东面所受火山推动力，这就会使月球公转增速，发生变轨，从靠近地球的轨道逐渐转移到远离地球的轨道。关于这点可分如下两步来说明。
（1）月球公转增速引起月球轨道扩大。
假设地球的质量为M，月球的质量为m，月球原先在半径为r1的圆形轨道1上绕地球做匀速圆周运动，如图2所示，则其速度V1=。若月球在A点受到推力作用而加速，则由于地球对月球的万有引力小于月球以加速后的速度绕地球做匀速圆周运动所需的向心力，从而做离心运动，进入椭圆轨道。故假设月球在A点的速度由V1增大到VA2时，月球可进入近地点距地球中心为r1，远地点距地球中心为r2的椭圆轨道2，则根据机械能守恒定律可知，月球从近地点A运动到远地点B时应有
（1）
ΔEp= （2）
又由开普勒第二定律可知
（3）
由式（1）～（3）式可求出
VA2=V1（4）
类似地，欲使月球从半径为r1的圆形轨道进入近地点距地球中心为r1，远地点距地球中心为r3的椭圆轨道3，则月球在A点的速度应由V0增大到VA3，其中
VA3=V1（5）
由式（4）～（5）式可求出
VA3=
VA2（6）
VA3-VA2=（-1）VA2 （7）
由此可见，欲使月球从椭圆轨道2变轨到椭圆轨道3就应该使月球在A点的速度VA2增加（-1）VA2。
例如，假设起初月球质量为7.349e20kg，它运行在一个近似圆形的椭圆轨道上，近地点距离r1=8200 km，远地点距离r2=8220 km，近地点处的公转速度VA2=7896 m/s。根据式（7），用计算机可算出，欲使月球从原有的椭圆轨道变轨到远地点距离r3=r2+0.0002m的椭圆轨道，月球在近地点的公转速度应增加6.16869e-8m/s。当月球运行到近地点距离r1=200000km，远地点距离r2=220000km，近地点处的公转速度VA2=1412.48m/s的椭圆轨道上时，欲使月球从原有椭圆轨道变轨到远地点距离r3=r2+0.04m的椭圆轨道，月球在近地点的公转速度应增加6.11464e-8m/s。可见卫星离地心越远变轨越容易。
一般地，如下图3（a）所示，对于椭圆轨道2上的任一点D，假设D与地心之间的距离为r4，月球在D点的线速度为VD，则由开普勒第二定律可得
（8）
假设月球在D点受到推力作用得到加速，使VD变为V4，能使月球变轨到更大的椭圆轨道4。如果该椭圆轨道的近地点距离不变，则其远地点距离必增加。假设当月球在轨道2的A点由速度VA2增大到VA4时，月球也可进入轨道4，则
（9）
由式（8）和（9）可得
（10）
（11）
即如果月球在轨道2的A点发生ΔV的增速能使月球轨道的远地点距离增加，则月球在轨道2的D点只需发生ΔV（<1）的增速就可以使月球轨道的远地点距离具有同样的增幅。由于D的任意性，可见由于月球增速引起月球轨道扩大的概率是很大的。
类似地，如图3（b）所示，对于从远地点B出发驶向近地点E的半椭圆轨道2上的任一点D，如果月球在D点受到推力作用而被加速，则能使月球变轨到近地点距离增加的轨道4。
（2）火山喷发改变月球公转速度。
如前面图1所示，在月球绕地球公转的过程中，当月球上有火山口朝着与月球公转切线方向相反的方向连续不断地喷出大量的高速气体及其他火山物质时，可使月球获得巨大的动量，提高公转切向速度。因此，可参考火箭飞行原理来计算月球公转切向速度的增量。
设在某一瞬时t，月球质量为M，速度为v， 在其后t到t+dt时间内，月球喷出了质量为dm的物质，这些物质喷离月球的速度为u，使月球的速度增加了dv，所以在时刻t+dt，月球的质量为M+dM，速度为v+dv， 喷出物质的质量为dm（当dt很小时，比如当dt≤1秒时，可以认为这些物质此刻飞行在空中），速度为（v+dv-u）. 由于月球在绕地球公转的过程中所受的外力仅有地球对月球的引力和月球绕地球旋转的离心力，两个力相互抵消，使外部合力为0，因此根据动量守恒定理有
Mv=[M+dM]（v+dv）+dm（v+dv-u）]
注意到dM=-dm，上式可化简为
dv=-u*dM/M
设在某一时刻ti，月球的质量为Mi，公转速度为vi，在其后ti到tj时间内地球喷出了一些物质，到了时刻tj，地球剩余质量为Mj，公转速度变为vj，则对上式积分可得：
设月球原有质量与第1秒火山喷发后剩余质量比为N1，月球球剩余质量（包括落回月球的物质的质量）与第2秒火山喷发后剩余质量比为N2，...，以此类推.设火山喷发前地球原有速度为v0，第i秒火山喷发射出物质的速度为ui，第i秒火山喷发后地球获得的速度为vi，则
一般可认为且（其中u>0， N>0），于是vk- v0=kuln（N）
在计算火山活动时，应该参照其他星球上的数据。地球历史上著名的维苏威火山持续喷发了10多个小时，每秒能喷出1.54321万吨碎石、熔岩、灰烬和气体。被人们誉为“地中海灯塔”的意大利斯通博利火山几乎连续喷发了至少100年之久。旅行者1号发现木卫一上的火山喷射速度可达1000m/s。
火山喷发还与地理位置有关系。由于月球西半球发生火山喷发的概率和强度都高于东半球，因此月球西面所受火山推动力大于东面所受火山推动力，这就会使月球公转增速，发生远离地球的变轨。
由于月球上可能有多个火山口同时喷发，因此可以不过分地假设有一个火山群每秒喷物总量为1.54321e9kg（相当于1个维苏威火山口每秒的喷发量），而且火山喷射物质的速度为1000m/s，则经过1个小时的连续喷发，可使质量为7.349e20kg的月球公转增速7.59393e-8m/s。这个增速可以使月球从近地点距离r1=8200km和远地点距离r2=8220km的椭圆轨道变轨到远地点距离增加0.033 m的轨道上；也可以使质量为7.349e22的月球从近地点距离r1=200000km和远地点距离r2=220000 km的轨道变轨到远地点距离增加0.04m的轨道上。
正如式（10）和（11）所表明的那样，在从近地点出发驶向远地点的半椭圆轨道上的任一点D发生同样规模的火山喷发都能使月球获得差不多相同的增速效果，因而可使月球发生差不多相同规模的变轨。由于月球早期轨道离地球较近，公转速度较大，积蓄的热能较多，因此火山喷发频率和强度都大得多。当月球轨道远离地球时，比如近地点距离r1=200000km和远地点距离r2= 220000km，虽然火山喷发频率变小，但同样幅度的月球增速却可以使月球发生好几倍的变轨。因此在40亿年之内，月球能够远离地球30多万公里。
表1还列出了用计算机算出的多种不同轨道的火山喷发可引起的月球变轨数据。
轨道近地距离，远地距离（km）月球质量（kg）火山喷速（m/s）每秒喷出质量 （kg/s）每年喷射次数×每次喷射时间（h）每年月球变轨距离（m）
8200， 8220 7.349e20
10001.54321e910×1≥10×0.033
10000，110002.940e2110001.54321e910×1 ≥10×0.013
20000，220007.349e2110001.54321e910×1 ≥10×0.015
30000，330001.470e2210001.54321e910×1≥10×0.014
40000，440002.940e22 10001.54321e910×1≥10×0.011
50000，55000 4.421e22 10001.54321e910×1≥10×0.010
60000，66000 5.879e2210001.54321e910×1≥10×0.0080
80000，88000 6.614e2210001.54321e910×1≥10×0.013
90000，990007.349e22 10001.54321e910×1≥10×0.014
100000，1100007.349e221000 1.54321e910×1≥10×0.017
200000，2100007.349e2210001.54321e95×1≥5×0.046
300000，3100007.349e2210001.54321e92×1 ≥2×0.083
350000，3600007.349e221000 1.54321e92×1≥2×0.100
363000，3800007.349e2210001.54321e92×1≥2×0.110
1.3 讨论
根据上面的讨论可知，正是在地球发生巨大火山喷发时月雏被射入绕地球运转的轨道，然后不断地凝聚轨道附近的星云物质而变得越来越大，并在星子撞击或火山驱动下渐渐地远离地球，演变成今天的月球。可见月球是由地球生成的，因此，这个月球起源新解说可被称为“代生理论（generation theory）”。这个新解说具有许多的优点，能够很好地回答现有解说[8-10]所不能回答的许多问题。
（1）对于“为何地球和月球具有几乎相同的同位素组成”的问题，回答是由于月球上的物质多数是从地球上喷发出来的，少数来自星际物质，因此地球和月球具有几乎相同的同位素组成。
（2）对于“月球上为何缺少挥发分”的问题，回答是由于地球喷出火山岩和火山灰时挥发分散失殆尽，因此由地球喷出的火山岩和火山灰凝聚而成的月球上缺少挥发分。
（3）对于“月球上为何缺少铁元素”的问题，回答是在地球的形成过程中，地球经过熔融分异形成了地核、地幔和地壳三层，比重较大的铁元素已沉入地核，较轻的元素浮在上层。月球上的物质多数是从地球火山口喷射出来的，这些物质多数来自地幔或地壳，因此月球上缺少如铁那样的重元素另外，月球也经过熔融和分异，铁元素熔融物质下沉到月球中心，形成由铁、镍等元素组成的月核，因此从月球表面所采的月样往往缺少铁元素。
（4）对于“为何月球的密度（3.3 g/cc）比地球的密度（5.5 g/cc）要小”的问题，回答是月球主要是由地球火山喷射出来的火山灰、浮石等物质凝聚而成的，这些物质的密度较小，导致月球的平均密度也较小。另外，地心引力远大于月心引力，致使地球的密度大于月球的密度。还有，地球形成初期，靠近太阳，绕太阳高速旋转，致使地球内部温度剧烈升高，使地球达到高度的熔融状态，而月球绕地球旋转，其旋转速度比地球绕太阳旋转速度慢得多，因此月球内部积聚的温度比地球熔融状态时的温度低得多，因此月球内部未达到地球曾有过的熔融状态，因此月球的密度要低于地球的密度。
（5）对于“为何有的行星有卫星而有的行星没有卫星”的问题，回答是水星和金星表面温度较高，其上没有水或冰，很少产生火山喷发，故没有形成卫星；而地球、火星、木星、土星、天王星、海王星上面存在大量的水或冰，产生过无数次火山喷发，因而形成了各自的卫星。
（6）在45亿年前地球上就出现了火山喷发，从那时起地球火山喷发就一直没有停止过，所以由火山云凝聚成月球的概率远远大于由星球碰撞所生云团凝聚成月球的概率大得多。可见本解说比碰撞说更加自然，更具说服力。
2 太阳的形成和演进
由于太阳绕银河系中心旋转，因此可以推断它原来是由银河系中心某个母星产生的一个卫星，正如月球是由地球产生的那样。
当该卫星成长为地球大小的行星时，它便能从宇宙空间中吸收大量的水气来形成自己的大气层，甚至形成大的冰体或水体。当它的母星变成发光发热的恒星时，由于它绕其母星按反时针方向旋转，该行星上靠近母星的那一面受到来自母星阳光的照射，使该面的温度高于背面的温度，从而使该面蒸发起更多的水气，甚至形成撞击高山的巨云或横扫大地的风暴。因此，在该行星绕母星旋转的过程中，该行星上靠近母星的那一面比另一面受到更大的空气阻力，从而使该行星从西向东自转。这也是一般行星从西向东自转的原因。
由于行星自转离心力的作用使行星成长为赤道隆起、两极稍扁的球体。行星赤道半径大于两极及其他位置的半径，而万有引力和距离的平方成反比，所以越靠近赤道物体受到的万有引力越小，所以在赤道附近射出的物质容易获得足够的速度，进入绕行星旋转的轨道。另外，如果行星上有水，则在万有引力的作用下，会使得两极及其他地区的水流向赤道区域，也会使赤道隆起、两极扁平。因此，赤道附近比其他地区受到水的侵蚀更早和更严重，这就使得赤道附近更容易发生火山喷发，而且喷发得更早、更频繁和更猛烈。在一些猛烈的火山喷发过程中，一些火山灰和碎屑可以获得足够的速度，进入绕行星旋转的轨道。特别是，当火山的喷射方向与行星的自转方向一致时，喷出的物质容易获得足够的速度，进入绕行星旋转的轨道；当火山的喷射方向与行星的自转方向相反时，喷出的物质难以获得足够的速度来进入绕行星旋转的轨道。所以，在环绕行星的同一轨道中顺行物质多于逆行物质。因此，顺行星子可以积聚更多的顺行物质，碰撞更少的逆行物质，因而容易形成卫星。当该行星长大成恒星时，它的一些卫星就成长为行星。这就是为什么环绕太阳的八大行星都是顺行的行星。另外，由于赤道附近喷出的物质容易获得足够的速度，进入绕行星旋转的轨道，然后凝聚成卫星。这就是为什么八大行星的轨道几乎位于同一个平面，而且该平面与赤道面的夹角很小。
太阳的成长经历了多个阶段。开始太阳是一个体积和质量都很小的卫星。后来该卫星不断地吸积轨道附近的“星云”物质而变得越来越大，并在星子撞击或火山驱动下渐渐地远离银河中心，演进成地球大小的行星。后来它又遇到了一些通过变轨从后面追赶上来的行星的撞击，使它成长为比木星更大的气体巨星，而且更加远离银河中心。当太阳变成接近现在大小的原恒星时，该原恒星内部氢的压力和密度大得足以启动热核反应。当该原恒星上发生猛烈火山喷发或与轨道附近的天体发生碰撞时，便启动了其上的热核反应。仅当太阳大得足以吸收轨道附近的气体和尘埃来维持其热核反应时，它才能成为主序星，即一个永恒地发光和发热的星球。
3 行星的形成与演进
正如前面所述，太阳系的八大行星起源于后来形成太阳的行星的卫星，在八大行星的成长过程中，它们不断地吸积轨道附近的“星云”物质而变得越来越大，并在星子撞击或火山驱动下渐渐地远离母星。
3.1 水星的形成与演进
现在水星是离太阳最近的行星，白天表面温度可达到430 ℃，夜间可能降至-170 ℃。所以其上没有大气层或水。但“信使号”太空飞船发现水星上存在过去火山活动的证据。这意味着水星是在太阳还处于未发光的原恒星状态时形成的卫星。水星的早期轨道比现在的轨道离太阳近得多，因此它以比现在快得多的速度绕原恒星旋转。水星的高速旋转使得其内部积聚了大量的热量，从而使其内部物质发生了熔融和分异，形成了包括壳、幔、核在内的不同层次。由于水星受到水的侵蚀较小，因此它具有较高的金属含量。
另一方面，由于水星的早期轨道离原恒星非常近，因此它从原恒星的大气层中吸收了大量的水气，形成了其上的巨大水体或冰体。在水的长期侵蚀下，水星上发生了一系列火山喷发。猛烈的火山喷发能够改变水星绕原恒星的轨道。当水星被驱离太阳到当前轨道附近时，原恒星就变成了主序星。来自太阳的巨大热量使得水星上的水气全部被蒸发掉了，留下干燥的水星。所以，它无法产生足够的火山喷发来形成自己的卫星。
由于水星的大气层非常稀薄，水星白天和晚上的温度差对于水星的大气密度几乎没有什么影响，加上水星离太阳很近，因此水星被太阳引力紧紧锁定，使水星自转和公转的周期相同，除了公转几乎没有自转。
3.2 金星的形成与演进
金星是离太阳第二近的行星，但它是太阳系中最热的行星，因为其大气层中含有很厚的温室气体，能够捕获和保留大量的太阳热能。因为如此灼烧的热量会使任何东西蒸发了，所以其上没有大气层或水，使金星表面非常干燥。但太空飞船在火星上发现了许多过去火山活动的证据。所以，正如水星那样，金星也是在太阳还处于原恒星状态时形成的卫星。金星的早期轨道比现在的轨道离太阳近得多，因此它从原恒星的大气层中吸收了大量的水气，形成了其上的巨大冰水体。许多猛烈的火山喷发能够改变金星绕原恒星的轨道，将金星驱离原恒星到当前轨道附近。另外，小行星不时的撞击，也能把金星驱离原恒星。但在原恒星变成了主序星后，来自太阳的巨大热量使得金星上的水气全部被蒸发掉了，留下干燥的金星。所以，它无法产生足够的火山喷发来形成自己的卫星。
另外，金星的自转是个例外。因为金星表面温度非常高，其上的水蒸气早已被蒸发殆尽，这使得太阳的照射无法影响金星大气的密度，因此金星上靠近太阳那一面的大气密度与另一面的大气密度几乎相等。但是由于大气层上的温度差，金星上靠近太阳那一面的大气密度略低于另一面的大气密度，从而使得金星自东向西自转。
3.3 地球的形成与演进及全球气候变化
正如水星和金星，地球也是在太阳还处于原恒星状态时形成的卫星，但它比水星和金星形成得更早。由于地球的早期轨道比现在的轨道离原恒星近得多，因此它以比现在快得多的速度绕原恒星旋转。地球的高速旋转使得其内部积聚了大量的热量，从而使其内部物质发生了熔融和分异，形成了包括壳、幔、核在内的不同层次。
另一方面，地球的早期轨道比现在的轨道离原恒星近得多，因此它从原恒星的大气层中吸收了大量的水气，形成了其上的冰水体。由于水的长期侵蚀，地球上发生了一系列火山喷发，月亮就是由地球火山喷射物质形成的。猛烈的火山喷发能够改变地球绕原恒星的轨道，直到地球转移到当前轨道附近，那时原恒星也变成了主序星，地球也成长为具有一个很大的水圈和大气层的巨星。当它绕太阳按反时针方向旋转时，该地球上靠近太阳的那一面受到来自阳光的照射，使该面的温度高于背面的温度，从而使该面蒸发起更多的水气。因此，在地球绕太阳旋转的过程中，地球上靠近太阳的那一面比另一面受到更大的空气阻力，从而使该行星从西向东自转。这就是一般行星从西向东自转的原因。
因为地球轨道的微小变化就能改变阳光在地球表面上的季节性分布和地理性分布，所以地球轨道的变化对气候的变化影响较大，而且与冰期和间冰期显著相关。比如，发生在傍晚前后的火山喷发，能为地球的公转产生正向推力，提高地球的公转速度，因而使地球的轨道扩大；发生在凌晨的火山喷发，能为地球的公转产生逆向推力，降低地球的公转速度，因而使地球的轨道缩小。因此，火山喷发引起地球轨道变化是导致全球气候变化及冰期与间冰期交替的关键因素。
3.4 火星的形成与演进
正如地球，火星也是在太阳还处于原恒星状态时形成的卫星，但它比水星、金星和地球形成得更早。火星也经历了如地球那样的形成和演进过程，形成了包括壳、幔、核在内的不同层次。正是在星子撞击或火山驱动下渐渐地远离原恒星。由于火星的质量比地球小得多，因此能更容易地将火星驱离原恒星，且火星从空间中吸收的水气也比地球少得多，这使得火星成为了一个沙漠星球。但随着火星质量的累积，它会吸收越来越多的水气而成为冰水星球，甚至成为木星大小的巨星。
由于火星像地球那样，具有很多的冰或水，因此在阳光的照射下，火星能够从西向东自转。
3.5 木星、土星、天王星和海王星的形成与演进
正如火星那样，木星、土星、天王星和海王星也是在太阳还处于原恒星状态时形成的卫星，但它比水星、金星、地球和火星形成得更早。它们也经历了如火星那样的形成和演进过程，形成了不同的层次。正是在星子撞击或火山驱动下渐渐地远离原恒星，而且比火星离得更远。
当木星被驱动到当前轨道附近时，它就变成了一个质量比太阳系内其他行星都大的行星，所以其轨道变化比行星慢得多。当一个内部轨道的较轻行星赶上木星时，就会发生猛烈的碰撞。这种碰撞会使较轻行星的部分碎片因公转速度降低而缩回到更小的内部轨道，成为小行星带中的星子，而较轻行星的大部分碎片会被木星吸收，增加木星的质量和公转轨道速度，从而使木星的轨道扩大。木星可能吸收了多个行星而成为一个巨大的行星。另外，木星是一个液态星球，具有很厚和很密的大气层，阳光对木星的大气层具有很大的影响。因此，木星不仅自西向东自转而且转得比较快。
由于土星赤道区域具有较大的半径，因此具有较小的重力加速度和物质密度，因而在赤道区域容易发生火山喷发，喷出的物质容易获得足够的宇宙速度进入环绕土星的轨道，形成环绕赤道的光环。这种光环多由冰颗粒、岩石碎屑和尘土组成。由于阳光对土星大气层的影响，土星也是自西向东自转。
由于天王星表面的温度从49K （-224.15 ℃）到57K（-216.15 ℃），太阳无法从天王星的冰面上蒸发起水气来，因此阳光无法影响天王星对流层的大气密度。于是，天王星不像地球、火星和木星那样受到阳光照射的影响，它不是自西向东自转。相反，阳光只能使同温层和增温层的大气密度变低，因而使天王星自东向西自转。另外，由于天王星在当前轨道的公转速度较慢，天王星与前面提到的其他行星相比较，其通过火山喷发产生逆行星子的难度较小，因此可以喷出较多的逆行星子，这就是为什么天王星除了具有一些顺行卫星之外，还具有几颗逆行卫星的原因。
由于海王星在当前轨道的公转速度最慢，因此海王星通过火山喷发产生逆行星子的难度更小，这就是为什么海王星也具有一颗逆行卫星。
由于这些类木行星比火星喷出了更多的壳幔层物质来形成自己的卫星，因此它们只剩下一个较小的岩石或金属核。但由于它们的总质量比火星要大得多，因此它们吸收了更多的气体来形成气体巨星。
3.6 小行星带的形成与演进
在小行星带[9]形成之前，可能有些像火星大小的行星运行在火星和木星之间的轨道上。在它们的变轨过程中，有些行星的轨道与另外的行星的轨道相交，导致巨大的碰撞。碰撞产生的部分碎屑因公转轨道速度降低而进入到木星与火星之间的轨道上。这些碎屑慢慢地凝聚成一些小行星，便形成了小行星带。
4 彗星的形成与演进
彗星是小行星带外行星碰撞的结果，属于太阳系内的小天体。当一个彗星从后面撞上前面的一个带外行星时，该彗星的一部分因轨道速度大减而进入到近日点距离大大缩小的内部轨道，甚至进入到太阳系内部。该彗星残余部分与太阳的接近使其冰表面融化和电离，形成慧发：由气体和灰尘形成一条长长的尾巴，是人的肉眼可见的。当一个彗星经过地球傍边时，由于地球巨大的质量，能从彗星上吸收许多水气，这就是所谓的彗尾扫过地球。
5 宇宙星系的结构
根据上面所描述的太阳系的形成规律：一个原恒星能够产生多个绕其旋转的行星，而有些行星又能产生一些绕其运行的卫星。一个恒星可能有其母星；当一个卫星成长为行星时，它又能产生下一代卫星。因此，我们可以断言，一个星系的基本结构是由多代星球构成的层次结构，如一个树形结构。整个宇宙包含许多这样的星系，犹如一个无边的森林。
6 结论
由于现有的关于太阳系形成与演进的假说有许多问题，该文作者提出了一种新的理论来解释太阳系及所有其他星系的形成与演进规律。由于作者发现了卫星和行星的变轨机制，从而首次揭示了月球的形成和演进规律。然后又根据月球的形成和演进规律，进一步揭示了太阳系的形成和演进规律，并且科学地解释了为什么环绕太阳的八大行星都是顺行的行星，为什么八大行星的轨道几乎位于同一个平面，而且该平面与赤道面的夹角很小， 为什么多数行星绕自身轴由西向东自转。因此，它是一种更科学更自然的理论。
参考文献
[1] M Woolfson.The origin and evolution of the solar system[J].Astronomy & Geophysics，2000，41（1）：1-12.
[2] Michael Zellik.Astronomy： The Evolving Universe[M].9thed.（9th ed.）. Cambridge University Press，2002：240.
[3]Cui-xiang Zhong.Origin and Evolution of the Moon. Proceedings IAU Symposium 2014，298：257.
[4] Greaves， Jane S. Disks Around Stars and the Growth of Planetary Systems.[J] Science，2005，307 （5706）： 68–71.
[5] Canup， R，Asphaug， E. Origin of the Moon in a giant impact near the end of the Earth's formation[J]. Nature，2001，412 （6848）： 708–712 （2001）.
[6] http：//www.astrobio.net/pressrelease/4673/titanium-paternity-test-says-earth-is-the-moons-only-parent. Titanium Paternity Test Says Earth is the Moon's Only Parent （University of Chicago）.
[7] Touboul，M.，Kleine， T.； Bourdon， B.， Petal Late formation and prolonged differentiation of the Moon inferred from W isotopes in lunar metals[J]. Nature2007，450（7173）： 1206-1209.
[8] Ouyang Ziyuan.A brief introduction to the origin of Earth[J].Geology-Geochemistry， 7：4-12 （1978）.
[9] Levison， H. F.， Morbidelli， A. The formation of the Kuiper belt by the outward transport of bodies during Neptune's migration[J]. Nature，2003，426 （6965）：419-421.
[10] Vasilyev， M. V.； Yagudina， E. I. （July 2002）. Hidden Mass in the Asteroid Belt. Icarus 158 （1）： 98-105.
