北京科学中心太阳系为啥这么平？难道遭到了降维打击？星系咋不是球形的呢？( 二 )
不过 ， 岁月可不会一直如此静好 ， 在万有引力的作用下 ， 这些弥散的物质会渐渐汇聚 ， 并不断发生着碰撞 ， 形成太阳和太阳系里的各个天体 。
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太阳系的演变
在这个过程中 ， 最初组成太阳系的那些微小的物体会在相互的引力作用下不断地旋转翻飞 ， 做着极度复杂、无法预料的运动（曾有一位数学家试图预测这种运动 ， 结果赔了不少钱 ， 点这里了解） 。
虽然每个物体的运动纷繁复杂、根本无法预测 ， 但是整体上看 ， 你会发现它们好像都在围绕着某个轴转着圈 。
假设把所有物体的运动叠加在一起 ， 剩下的只不过是简单的旋转 。 此时 ， 我们称这个系统具有角动量 。 （不知道什么是角动量 ， 点击这里 ， 看看我们之前的文章吧）
角动量的方向与旋转轴共线 ， 朝向取决于旋转的方向 ， 大小则与系统内各个物体的位置、质量、绕转轴旋转的速度都有关 。
沧海桑田 ， 时过境迁 ， 太阳系的形态在不断演变着 ， 太阳系整体旋转的快慢也随之不断改变着 ， 然而有一个量却几乎不会发生变化 ， 那就是太阳系整体的角动量 。
这是因为太阳系距离其他星系十分地遥远 ， 几乎是一个孤立的系统 ， 受到的外力矩可以忽略不计 ， 对于这样的系统 ， 角动量是不会发生改变的 ， 此时我们称系统的角动量守恒 。
在三维空间中 ， 具有角动量的系统会在整体上顺着某平面旋转 ， 这个平面与旋转轴垂直 ， 这是我们生活的三维空间中特有的 。
在天体物理中 ， 这个平面被称为拉普拉斯不变面（Laplace'sInvariableplane） ， 最早由数学家拉普拉斯提出 ， 与其相关的论述被收录在论文集《天体力学》（TraitédeMécaniqueCéleste）中 。
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拉普拉斯（PierreSimonLaplace）
之所以称为“不变面”正是因为对于太阳系这个接近孤立的系统来讲 ， 无论它内部的各个天体经历怎样的变迁 ， 整体上看这个平面的方向永远不发生改变 ， 总与角动量方向垂直 ， 这恰恰是角动量守恒的体现 。
更有趣的是 ， 而随着时间推移 ， 太阳系内各行星的公转轨道会稳定在拉普拉斯不变面附近 ， 只相差一个较小的角度 ， 比如地球的公转平面（黄道面）与拉普拉斯不变面只差了1.58° 。
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黄道面与拉普拉斯不变面的夹角很小 ， 只有1.58°
不过以上规律仅在三维空间中成立 ， 如果是四维空间 ， 系统则可以看作同时顺着两个平面旋转 ， 角动量也会变成一个二维的量 ， 最终星系不会越来越平 ， 而是越来越像个球 ， 是不是有些难以想象呢？（不光是难想象 ， 小编也没办法用图表示出来）
至于二维空间 ， 所有物体本来就在一个平面内 ， 没有所谓的“变平“的概念 。
所以 ， 正是由于我们生活的宇宙拥有3个空间维度 ， 才让我们看到了“星系越来越平”这个独特的现象 。
太阳系：其实我是“撞”扁的
讲到这里 ， 可能有人会问 ， 虽然太阳系具有角动量 ， 整体上会沿着平面旋转 ， 但是这并不妨碍里面的物体在垂直于平面的方向来回运动啊 ， 为什么现在太阳系里的天体大多数都老老实实地呆在一个平面内 ， 而没有上下翻飞呢？
其实 ， 太阳系是被“撞”扁的 ， 不要误会 ， 不是别的星系撞到了太阳系把它“压扁” ， 而是太阳系内部的各个天体相互碰撞导致的 。
【北京科学中心太阳系为啥这么平？难道遭到了降维打击？星系咋不是球形的呢？】一开始太阳系内的或大或小的天体确实存在着大量垂直于拉普拉斯不变面的运动 ， 有的垂直向上运动 ， 有的垂直向下运动 。 如果把所有天体的垂直运动叠加在一起 ， 你会发现 ， 向上和向下的垂直运动可以完全抵消 。
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