第十一章 創世年代
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一、行星的誕生
對我們這些生活在世界七大洲（包括南極洲在内）的人來說，&ldquo地面&rdquo一詞幾乎與穩定持久同義。
對我們而言，地球表面的所有那些熟悉特征，它的大洲大洋、山川河流，仿佛自開天辟地以來就存在着。
誠然，地質學的曆史資料表明，地球表面一直在不斷變化，大面積的陸地可能被海水淹沒，被淹沒的土地也可能露出水面。
我們還知道，古老的山脈會逐漸被雨水沖刷，新的山脊也會因地殼活動而不時産生，但所有這些變化仍然隻是堅固的地殼發生的變化。
但不難看出，必定曾有一段時間，根本沒有這種堅固的地殼存在，那時地球是一個灼熱的熔岩球體。
事實上，對地球内部的研究表明，大部分地球仍然處于熔融狀态。
我們不經意說出的&ldquo地面&rdquo其實隻是浮在岩漿表面的一層薄殼。
要想得出這個結論，最簡單的方法就是測量地下不同深度的溫度。
結果表明，深度每下降1千米，溫度就上升約30℃（或每下降1千英尺，溫度就上升16℉）。
因此，比如在世界上最深的礦井（南非的羅賓遜金礦）中，井壁是如此灼熱，以至于必須設置一種能調節空氣的植物，否則礦工們會被活活烤熟。
按照這種增長率，到了地下50公裡也就是不及地球半徑百分之一的地方，溫度就會達到岩石的熔點（1200℃到1800℃）。
繼續往下，占地球物質逾97%的物質都必定處于完全熔融的狀态。
這種狀況顯然不可能永遠存在。
我們現在看到的仍然是一個逐漸冷卻過程的某個階段，該過程開始時，地球還是一個完全的熔融體，未來結束時，整個地球将完全凝固。
由冷卻速率和地殼生長的速率粗略計算一下即可得知，這個冷卻過程必定開始于幾十億年前。
通過估算形成地殼的岩石的年齡，也可以得到同樣的數字。
雖然初看起來，岩石好像沒有顯示出可變的特征，因而會有&ldquo不變如岩石&rdquo這種說法，但實際上，其中許多岩石都含有一種天然時鐘，它能使富有經驗的地質學家判斷出這些岩石從之前的熔融狀态到凝固經過了多少時間。
這種暴露岩石年齡的地質鐘正是微量的鈾和钍，它們常常可見于地面和地下不同深度的岩石。
我們曾在第七章看到，這些元素的原子會自動進行緩慢的放射性衰變，最後形成穩定的元素鉛。
為了确定含有這些放射性元素的岩石的年齡，我們隻需測定出因數個世紀的放射性衰變而積累起來的鉛的含量。
事實上，隻要岩石物質處于熔融狀态，放射性衰變的産物就會經由熔融物質的擴散和對流過程而離開原來的位置。
然而一旦熔融物質凝固成岩石，鉛就會和放射性元素一起開始積累，其數量可以使我們精确地知道這個過程持續了多長時間。
這就如同根據散落在兩座太平洋島嶼上的棕榈林中的空啤酒瓶的相對數目，敵軍的間諜就能判斷出一隻海軍部隊在每個島嶼駐紮過多長時間。
最近一些研究利用更先進的技術精确測定了鉛同位素以及铷87、鉀40等不穩定化學同位素在岩石中的積累量，估算出已知最古老岩石的年齡大約為45億年。
因此我們推斷，地殼一定是大約50億年前由熔融物質形成的。
于是我們可以想象出這樣一幅畫面：50億年前的地球是一個完全熔融的球形體，外面包裹着很厚的大氣層，其中有空氣、水蒸氣以及其他一些揮發性很強的物質。
這團熾熱的宇宙物質又是如何産生的呢？其形成是受了何種力的作用呢？這些關乎地球起源以及太陽系其他行星起源的問題一直是宇宙起源論的基本研究對象，許多個世紀以來，這些謎團一直讓天文學家們絞盡腦汁。
1749年，著名的法國博物學家布豐第一次嘗試用科學手段來回答這些問題。
他在四十四卷的巨著《自然志》（NaturalHistory）的其中一卷裡提出，太陽系起源于來自星際空間深處的一顆彗星與太陽的碰撞。
他想象出一幅生動的圖景：一顆拖着明亮長尾的彗星掠過當時孤零零的太陽表面，從它巨大的形體中撞出若幹&ldquo小滴&rdquo，在沖擊力的作用下，後者旋轉着被送入空間（圖117a）。
a.布豐的碰撞假說；b．康德的氣體環假說 圖117 宇宙起源論的兩個思想流派 又過了幾十年，德國著名哲學家康德（ImmanulKant）就太陽系的起源提出了一種截然不同的觀點。
他更傾向于認為，太陽是在沒有任何其他天體介入的情況下自己創造了這個行星系統。
康德設想早期的太陽是一團巨大而寒冷的氣體，它占據着目前整個太陽系的體積，并且繞軸緩慢自轉。
該球體因向周圍空間輻射而逐漸冷卻，因此必定會逐漸收縮，旋轉速度也會相應加快。
由旋轉産生的不斷增加的離心力必定使這個原始的氣态太陽逐漸變扁，最後沿其不斷擴展的赤道面噴出一系列氣體環（圖117b）。
普拉陶（Plateau）曾用一個經典實驗證明了物質旋轉能夠形成這種圓環。
他讓一大滴油（不像太陽那樣是氣體）懸浮在與油等密度的另一種液體中，并用某種輔助的機械設備使油滴快速旋轉。
當轉速達到某個極限時，油滴周圍會形成油環。
康德認為，由此形成的環後來發生了斷裂，并凝聚成以不同距離圍繞太陽運轉的各個行星。
後來，著名的法國數學家拉普拉斯（Pierre-Simon，MarguisdeLaplace）采納和發展了這些觀點，并且在1796年出版的《宇宙系統論》（Expositiondusystèmedumonde）中将其公之于衆。
拉普拉斯是大數學家，不過在這本書裡，他并未嘗試對這些思想進行數學處理，而隻對該理論作了半通俗的定性讨論。
六十年後，英國物理學家麥克斯韋（JamesClerkMaxwell）第一次嘗試做這樣一種數學處理，此時，康德和拉普拉斯的宇宙起源觀點似乎遇到了無法克服的矛盾。
計算表明，如果目前聚集在太陽系各顆行星中的物質均勻地分布在目前其所占據的整個空間中，那麼這種物質分布将會太過稀薄，引力根本無法将它們聚集成各顆行星。
于是，太陽收縮時抛出的環将像土星環一樣永遠保持環狀。
大家知道，土星環是由無數沿圓周軌道繞土星運轉的微粒所構成的，這些微粒并沒有顯示出&ldquo凝聚&rdquo成固體衛星的傾向。
要想擺脫這種困境，隻能假設包圍着原始太陽的物質要比現在的行星多得多（至少多100倍），這些物質大都落回了太陽，隻剩下大約1%形成各個行星。
但這種假設也會導緻同樣嚴重的矛盾：如果最初與行星運轉速度相等的這些物質落到了太陽上，就必然會使太陽獲得5000倍于其實際速度的角速度。
倘若真是如此，太陽就會每小時轉7圈，而不會像現在這樣大約每4周轉一圈了。
這些思考似乎已經宣判了康德-拉普拉斯觀點的死刑，于是天文學家們又把希望的目光投向了别的地方。
美國科學家張伯倫（ThomasChrowderChamberlin）和莫爾頓（ForestRayMoulton）以及著名英國科學家金斯爵士的工作又使布豐的碰撞理論死而複生。
當然，此後獲得的一些關鍵知識使布豐的原始觀點被大大現代化了。
如今，那種認為與太陽相撞的天體是彗星的觀點已經被抛棄，因為人們已經知道，彗星的質量即使與月亮相比也是微不足道的。
因此，那個入侵的天體現在被認為是大小和質量與太陽相當的另一顆恒星。
然而，雖然當時似乎隻有這種再生的碰撞理論才能避開康德-拉普拉斯假說的根本困難，但它同樣難以立足。
我們很難理解，為什麼因與另一顆恒星猛烈撞擊而抛出的太陽碎片會沿着近乎圓形的行星軌道運轉，而不是描出一些拉得很長的橢圓軌道呢？ 為了挽救這種局面，又必須假設在受到過路恒星的撞擊而形成行星的時候，太陽被一個勻速旋轉的氣體層所包圍，後者幫助把原本拉長的行星軌道變成了正圓形。
但由于在行星所占據的這一區域中尚不知曉有這種介質，所以人們又假設這種介質後來逐漸消散到星際空間中，目前從黃道面的太陽延伸出去的微弱的黃道光便是那種往日餘晖。
然而，這幅圖像雖然雜交了康德-拉普拉斯關于太陽原始氣體層的假設和布豐的碰撞理論，但也非常不令人滿意。
不過俗話說&ldquo兩害相權取其輕&rdquo，碰撞理論便被視為關于太陽系起源的正确假說，直到不久前還被用在所有科學論著、教科書和科普書中，包括拙著《太陽的生與死》（1940年出版）和《地球自傳》（1941年首版，1959年修訂版）。
直到1943年秋，年輕的德國物理學家魏茨澤克（CarlFriedrichvonWelzsäcker）才解決了這個行星理論難題。
他利用了最新的天體物理學研究成果，表明以前對康德-拉普拉斯假說的所有反駁都很容易消除，沿着這些思路可以建立起一種關于行星起源的詳細理論，太陽系尚未被舊理論觸及的許多重要特征都可以得到解釋。
魏茨澤克工作的要點在于，在過去幾十年裡，天體物理學家們已經徹底改變了對宇宙中化學成分的看法。
此前大家普遍認為，太陽和其他所有恒星的化學元素所占的百分比都與地球相同。
地球化學分析告訴我們，地球的主要成分是氧（以各種氧化物的形式）、矽、鐵和少量的其他重元素，而氫、氦（以及氖、氩等所謂稀有氣體）等較輕的氣體在地球上隻有很少的量。
88 由于沒有更好的證據，天文學家們隻好假設這些氣體在太陽和其他恒星中也非常稀少。
然而，對恒星結構所作的更詳細的理論研究促使丹麥天體物理學家斯特龍根（BengtGeorgDanielStrömgren）斷言，這種假設完全是錯誤的，其實太陽至少有35%的物質是純氫。
後來，這一比例又增加到50%以上。
人們還發現，純氦也是占有相當百分比的太陽成分。
無論是對太陽内部所做的理論研究（最近以史瓦西［M.Schwartzschild］的重要工作為頂點），還是對太陽表面所作的更精細的光譜分析，都使天體物理學家得出了一個令人驚訝的結論：地球上常見的化學元素隻占太陽質量的1%左右，太陽其餘的質量幾乎為氫和氦所均分，氫的含量稍微多一些。
這種分析似乎也适用于其他恒星的成分。
現在我們還知道，星際空間并非真空，而是被氣體與微塵的混和物所充滿，其平均密度約為每1000000立方英裡中有1毫克物質。
這種彌漫的極為稀薄的物質似乎與太陽及其他恒星有相同的化學成分。
盡管密度低得令人難以置信，但這種星際物質的存在卻很容易得到證明，因為它可以産生明顯的吸收光譜，這些從遙遠恒星發出的光要走幾十萬光年才能進入我們的望遠鏡。
根據這些&ldquo星際吸收譜線&rdquo的強度和位置，我們可以很好地估算出這種彌漫物質的密度，并且表明它幾乎完全由氫可能還有氦所組成。
事實上，由各種&ldquo地球物質&rdquo微粒（直徑約為0.001毫米）所組成的微塵還占不到其總質量的1%。
讓我們回到魏茨澤克的基本想法，可以說，這種關于宇宙物質化學成分的新知識直接有利于康德-拉普拉斯假說。
事實上，如果包圍太陽的原始氣體層最初是由這種物質形成的，那麼其中的一小部分，即較重的那些地球元素，可能構成了我們的地球和其他行星，其餘那些不凝的氫氣和氦氣則必定被移除，要麼落入了太陽，要麼消散到周圍的星際空間中。
前已說過，由于第一種可能性會導緻太陽的繞軸自轉過快，所以我們不得不接受第二種可能性，即在&ldquo地球元素&rdquo形成各個行星之後不久，氣态的&ldquo多餘物質&rdquo就消散到太空中去了。
這使我們得到了關于太陽系形成的以下圖景：星際物質最初凝聚成太陽時（見下一節），其中大部分物質（約為目前行星總質量的一百倍）仍然留在太陽之外，形成一個巨大的旋轉包層。
（之所以有這種旋轉，顯然是因為凝聚成原始太陽的星際氣體，其各個部分的旋轉狀态有所不同。
）這個迅速旋轉的包層由不凝氣體（氫氣、氦氣和少量其他氣體）和各種地球物質（如鐵的氧化物、矽的化合物、小水滴和冰晶等）的塵粒所組成，後者漂浮在氣體中，并與之一起旋轉。
被我們現在稱為行星的大塊&ldquo地球物質&rdquo一定源于塵粒的相互碰撞和逐漸聚集。
圖118描繪了速度必定堪比隕石的這些相互碰撞所造成的後果。
基于邏輯推理可以斷言，若以這種速度相撞，兩塊質量相近的小物體會雙雙化為齑粉（圖118a），此過程不會使較大塊的物體增長，而會使其解體。
另一方面，如果一塊小物體與一塊很大的物體相撞（圖118b），小塊似乎顯然會埋入大塊，形成一塊更大的新物體。
這兩種過程顯然會使小塊物體逐漸消失，聚集成大塊物體。
後來這個過程會加速進行，因為大塊物體能夠吸引周圍的小塊物體并入自己。
圖118c描繪了這種情況下大塊物體俘獲效應的增強。
圖118 魏茨澤克表明，原先散布在太陽系如今占據的整個區域中的微塵必定在幾億年的時間裡聚集成了幾個大塊，這就是行星。
當行星在繞太陽運轉的過程中通過積累大大小小的宇宙物質而生長時，其表面會持續遭到這些新物質的轟炸，因此行星一直會很熱。
然而，一旦這些星際微塵、石礫和更大的岩石耗盡，從而終止了行星的生長過程，這些新形成的天體也會因為向星際空間輻射熱量而外層迅速冷卻，從而形成堅固的外殼。
随着行星内部緩慢地冷卻下來，這層外殼也變得越來越厚。
任何行星起源理論都要處理的另一個要點是解釋支配行星與太陽之間距離的一條特殊規則，即所謂的提丢斯-波得（Titus-B
對我們而言，地球表面的所有那些熟悉特征，它的大洲大洋、山川河流，仿佛自開天辟地以來就存在着。
誠然，地質學的曆史資料表明，地球表面一直在不斷變化，大面積的陸地可能被海水淹沒，被淹沒的土地也可能露出水面。
我們還知道，古老的山脈會逐漸被雨水沖刷，新的山脊也會因地殼活動而不時産生，但所有這些變化仍然隻是堅固的地殼發生的變化。
但不難看出，必定曾有一段時間，根本沒有這種堅固的地殼存在，那時地球是一個灼熱的熔岩球體。
事實上，對地球内部的研究表明，大部分地球仍然處于熔融狀态。
我們不經意說出的&ldquo地面&rdquo其實隻是浮在岩漿表面的一層薄殼。
要想得出這個結論，最簡單的方法就是測量地下不同深度的溫度。
結果表明，深度每下降1千米，溫度就上升約30℃（或每下降1千英尺，溫度就上升16℉）。
因此，比如在世界上最深的礦井（南非的羅賓遜金礦）中，井壁是如此灼熱，以至于必須設置一種能調節空氣的植物，否則礦工們會被活活烤熟。
按照這種增長率，到了地下50公裡也就是不及地球半徑百分之一的地方，溫度就會達到岩石的熔點（1200℃到1800℃）。
繼續往下，占地球物質逾97%的物質都必定處于完全熔融的狀态。
這種狀況顯然不可能永遠存在。
我們現在看到的仍然是一個逐漸冷卻過程的某個階段，該過程開始時，地球還是一個完全的熔融體，未來結束時，整個地球将完全凝固。
由冷卻速率和地殼生長的速率粗略計算一下即可得知，這個冷卻過程必定開始于幾十億年前。
通過估算形成地殼的岩石的年齡，也可以得到同樣的數字。
雖然初看起來，岩石好像沒有顯示出可變的特征，因而會有&ldquo不變如岩石&rdquo這種說法，但實際上，其中許多岩石都含有一種天然時鐘，它能使富有經驗的地質學家判斷出這些岩石從之前的熔融狀态到凝固經過了多少時間。
這種暴露岩石年齡的地質鐘正是微量的鈾和钍，它們常常可見于地面和地下不同深度的岩石。
我們曾在第七章看到，這些元素的原子會自動進行緩慢的放射性衰變，最後形成穩定的元素鉛。
為了确定含有這些放射性元素的岩石的年齡，我們隻需測定出因數個世紀的放射性衰變而積累起來的鉛的含量。
事實上，隻要岩石物質處于熔融狀态，放射性衰變的産物就會經由熔融物質的擴散和對流過程而離開原來的位置。
然而一旦熔融物質凝固成岩石，鉛就會和放射性元素一起開始積累，其數量可以使我們精确地知道這個過程持續了多長時間。
這就如同根據散落在兩座太平洋島嶼上的棕榈林中的空啤酒瓶的相對數目，敵軍的間諜就能判斷出一隻海軍部隊在每個島嶼駐紮過多長時間。
最近一些研究利用更先進的技術精确測定了鉛同位素以及铷87、鉀40等不穩定化學同位素在岩石中的積累量，估算出已知最古老岩石的年齡大約為45億年。
因此我們推斷，地殼一定是大約50億年前由熔融物質形成的。
于是我們可以想象出這樣一幅畫面：50億年前的地球是一個完全熔融的球形體，外面包裹着很厚的大氣層，其中有空氣、水蒸氣以及其他一些揮發性很強的物質。
這團熾熱的宇宙物質又是如何産生的呢？其形成是受了何種力的作用呢？這些關乎地球起源以及太陽系其他行星起源的問題一直是宇宙起源論的基本研究對象，許多個世紀以來，這些謎團一直讓天文學家們絞盡腦汁。
1749年，著名的法國博物學家布豐第一次嘗試用科學手段來回答這些問題。
他在四十四卷的巨著《自然志》（NaturalHistory）的其中一卷裡提出，太陽系起源于來自星際空間深處的一顆彗星與太陽的碰撞。
他想象出一幅生動的圖景：一顆拖着明亮長尾的彗星掠過當時孤零零的太陽表面，從它巨大的形體中撞出若幹&ldquo小滴&rdquo，在沖擊力的作用下，後者旋轉着被送入空間（圖117a）。
a.布豐的碰撞假說；b．康德的氣體環假說 圖117 宇宙起源論的兩個思想流派 又過了幾十年，德國著名哲學家康德（ImmanulKant）就太陽系的起源提出了一種截然不同的觀點。
他更傾向于認為，太陽是在沒有任何其他天體介入的情況下自己創造了這個行星系統。
康德設想早期的太陽是一團巨大而寒冷的氣體，它占據着目前整個太陽系的體積，并且繞軸緩慢自轉。
該球體因向周圍空間輻射而逐漸冷卻，因此必定會逐漸收縮，旋轉速度也會相應加快。
由旋轉産生的不斷增加的離心力必定使這個原始的氣态太陽逐漸變扁，最後沿其不斷擴展的赤道面噴出一系列氣體環（圖117b）。
普拉陶（Plateau）曾用一個經典實驗證明了物質旋轉能夠形成這種圓環。
他讓一大滴油（不像太陽那樣是氣體）懸浮在與油等密度的另一種液體中，并用某種輔助的機械設備使油滴快速旋轉。
當轉速達到某個極限時，油滴周圍會形成油環。
康德認為，由此形成的環後來發生了斷裂，并凝聚成以不同距離圍繞太陽運轉的各個行星。
後來，著名的法國數學家拉普拉斯（Pierre-Simon，MarguisdeLaplace）采納和發展了這些觀點，并且在1796年出版的《宇宙系統論》（Expositiondusystèmedumonde）中将其公之于衆。
拉普拉斯是大數學家，不過在這本書裡，他并未嘗試對這些思想進行數學處理，而隻對該理論作了半通俗的定性讨論。
六十年後，英國物理學家麥克斯韋（JamesClerkMaxwell）第一次嘗試做這樣一種數學處理，此時，康德和拉普拉斯的宇宙起源觀點似乎遇到了無法克服的矛盾。
計算表明，如果目前聚集在太陽系各顆行星中的物質均勻地分布在目前其所占據的整個空間中，那麼這種物質分布将會太過稀薄，引力根本無法将它們聚集成各顆行星。
于是，太陽收縮時抛出的環将像土星環一樣永遠保持環狀。
大家知道，土星環是由無數沿圓周軌道繞土星運轉的微粒所構成的，這些微粒并沒有顯示出&ldquo凝聚&rdquo成固體衛星的傾向。
要想擺脫這種困境，隻能假設包圍着原始太陽的物質要比現在的行星多得多（至少多100倍），這些物質大都落回了太陽，隻剩下大約1%形成各個行星。
但這種假設也會導緻同樣嚴重的矛盾：如果最初與行星運轉速度相等的這些物質落到了太陽上，就必然會使太陽獲得5000倍于其實際速度的角速度。
倘若真是如此，太陽就會每小時轉7圈，而不會像現在這樣大約每4周轉一圈了。
這些思考似乎已經宣判了康德-拉普拉斯觀點的死刑，于是天文學家們又把希望的目光投向了别的地方。
美國科學家張伯倫（ThomasChrowderChamberlin）和莫爾頓（ForestRayMoulton）以及著名英國科學家金斯爵士的工作又使布豐的碰撞理論死而複生。
當然，此後獲得的一些關鍵知識使布豐的原始觀點被大大現代化了。
如今，那種認為與太陽相撞的天體是彗星的觀點已經被抛棄，因為人們已經知道，彗星的質量即使與月亮相比也是微不足道的。
因此，那個入侵的天體現在被認為是大小和質量與太陽相當的另一顆恒星。
然而，雖然當時似乎隻有這種再生的碰撞理論才能避開康德-拉普拉斯假說的根本困難，但它同樣難以立足。
我們很難理解，為什麼因與另一顆恒星猛烈撞擊而抛出的太陽碎片會沿着近乎圓形的行星軌道運轉，而不是描出一些拉得很長的橢圓軌道呢？ 為了挽救這種局面，又必須假設在受到過路恒星的撞擊而形成行星的時候，太陽被一個勻速旋轉的氣體層所包圍，後者幫助把原本拉長的行星軌道變成了正圓形。
但由于在行星所占據的這一區域中尚不知曉有這種介質，所以人們又假設這種介質後來逐漸消散到星際空間中，目前從黃道面的太陽延伸出去的微弱的黃道光便是那種往日餘晖。
然而，這幅圖像雖然雜交了康德-拉普拉斯關于太陽原始氣體層的假設和布豐的碰撞理論，但也非常不令人滿意。
不過俗話說&ldquo兩害相權取其輕&rdquo，碰撞理論便被視為關于太陽系起源的正确假說，直到不久前還被用在所有科學論著、教科書和科普書中，包括拙著《太陽的生與死》（1940年出版）和《地球自傳》（1941年首版，1959年修訂版）。
直到1943年秋，年輕的德國物理學家魏茨澤克（CarlFriedrichvonWelzsäcker）才解決了這個行星理論難題。
他利用了最新的天體物理學研究成果，表明以前對康德-拉普拉斯假說的所有反駁都很容易消除，沿着這些思路可以建立起一種關于行星起源的詳細理論，太陽系尚未被舊理論觸及的許多重要特征都可以得到解釋。
魏茨澤克工作的要點在于，在過去幾十年裡，天體物理學家們已經徹底改變了對宇宙中化學成分的看法。
此前大家普遍認為，太陽和其他所有恒星的化學元素所占的百分比都與地球相同。
地球化學分析告訴我們，地球的主要成分是氧（以各種氧化物的形式）、矽、鐵和少量的其他重元素，而氫、氦（以及氖、氩等所謂稀有氣體）等較輕的氣體在地球上隻有很少的量。
88 由于沒有更好的證據，天文學家們隻好假設這些氣體在太陽和其他恒星中也非常稀少。
然而，對恒星結構所作的更詳細的理論研究促使丹麥天體物理學家斯特龍根（BengtGeorgDanielStrömgren）斷言，這種假設完全是錯誤的，其實太陽至少有35%的物質是純氫。
後來，這一比例又增加到50%以上。
人們還發現，純氦也是占有相當百分比的太陽成分。
無論是對太陽内部所做的理論研究（最近以史瓦西［M.Schwartzschild］的重要工作為頂點），還是對太陽表面所作的更精細的光譜分析，都使天體物理學家得出了一個令人驚訝的結論：地球上常見的化學元素隻占太陽質量的1%左右，太陽其餘的質量幾乎為氫和氦所均分，氫的含量稍微多一些。
這種分析似乎也适用于其他恒星的成分。
現在我們還知道，星際空間并非真空，而是被氣體與微塵的混和物所充滿，其平均密度約為每1000000立方英裡中有1毫克物質。
這種彌漫的極為稀薄的物質似乎與太陽及其他恒星有相同的化學成分。
盡管密度低得令人難以置信，但這種星際物質的存在卻很容易得到證明，因為它可以産生明顯的吸收光譜，這些從遙遠恒星發出的光要走幾十萬光年才能進入我們的望遠鏡。
根據這些&ldquo星際吸收譜線&rdquo的強度和位置，我們可以很好地估算出這種彌漫物質的密度，并且表明它幾乎完全由氫可能還有氦所組成。
事實上，由各種&ldquo地球物質&rdquo微粒（直徑約為0.001毫米）所組成的微塵還占不到其總質量的1%。
讓我們回到魏茨澤克的基本想法，可以說，這種關于宇宙物質化學成分的新知識直接有利于康德-拉普拉斯假說。
事實上，如果包圍太陽的原始氣體層最初是由這種物質形成的，那麼其中的一小部分，即較重的那些地球元素，可能構成了我們的地球和其他行星，其餘那些不凝的氫氣和氦氣則必定被移除，要麼落入了太陽，要麼消散到周圍的星際空間中。
前已說過，由于第一種可能性會導緻太陽的繞軸自轉過快，所以我們不得不接受第二種可能性，即在&ldquo地球元素&rdquo形成各個行星之後不久，氣态的&ldquo多餘物質&rdquo就消散到太空中去了。
這使我們得到了關于太陽系形成的以下圖景：星際物質最初凝聚成太陽時（見下一節），其中大部分物質（約為目前行星總質量的一百倍）仍然留在太陽之外，形成一個巨大的旋轉包層。
（之所以有這種旋轉，顯然是因為凝聚成原始太陽的星際氣體，其各個部分的旋轉狀态有所不同。
）這個迅速旋轉的包層由不凝氣體（氫氣、氦氣和少量其他氣體）和各種地球物質（如鐵的氧化物、矽的化合物、小水滴和冰晶等）的塵粒所組成，後者漂浮在氣體中，并與之一起旋轉。
被我們現在稱為行星的大塊&ldquo地球物質&rdquo一定源于塵粒的相互碰撞和逐漸聚集。
圖118描繪了速度必定堪比隕石的這些相互碰撞所造成的後果。
基于邏輯推理可以斷言，若以這種速度相撞，兩塊質量相近的小物體會雙雙化為齑粉（圖118a），此過程不會使較大塊的物體增長，而會使其解體。
另一方面，如果一塊小物體與一塊很大的物體相撞（圖118b），小塊似乎顯然會埋入大塊，形成一塊更大的新物體。
這兩種過程顯然會使小塊物體逐漸消失，聚集成大塊物體。
後來這個過程會加速進行，因為大塊物體能夠吸引周圍的小塊物體并入自己。
圖118c描繪了這種情況下大塊物體俘獲效應的增強。
圖118 魏茨澤克表明，原先散布在太陽系如今占據的整個區域中的微塵必定在幾億年的時間裡聚集成了幾個大塊，這就是行星。
當行星在繞太陽運轉的過程中通過積累大大小小的宇宙物質而生長時，其表面會持續遭到這些新物質的轟炸，因此行星一直會很熱。
然而，一旦這些星際微塵、石礫和更大的岩石耗盡，從而終止了行星的生長過程，這些新形成的天體也會因為向星際空間輻射熱量而外層迅速冷卻，從而形成堅固的外殼。
随着行星内部緩慢地冷卻下來，這層外殼也變得越來越厚。
任何行星起源理論都要處理的另一個要點是解釋支配行星與太陽之間距離的一條特殊規則，即所謂的提丢斯-波得（Titus-B