作者：（美）詹姆斯·特赖菲尔,尼尔马拉·纳塔瑞杰 NASA 等
出版社：北京联合出版有限公司
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宇宙科普全书：汇集了国内外顶级天文机构和学术资源(套装共七册)(只要人类想做，就没有去不到的远方)试读：
太空全书
》完整呈现了行星及其卫星的崭新地图、恒星与星系的梦幻图像、人类对宇宙不断深入的理解。如果你对夜空之谜颇感好奇，相信这本书一定是一本让你心满意足的大作。地球的西半球。猎户星云，左下的恒星是猎户座LP。在这幅由可见光和X射线波段合成的影像中，可以见到大麦哲伦云星系中一个气泡状的超新星遗迹SNR0509-67.5。较为炽热的物质以绿色和蓝色显示，粉色的壳层是超新星造成的、正在穿过气体的激波。太阳系土星：太阳系的女王，以其壮丽的环系统闻名。这张图是卡西尼号轨道器拍摄的可见光影像，展示出土星环上复杂的带、缝结构，还有土星环在土星大气层投下的影子。银河系星云NGC 6537：由明亮的恒星和充盈气体的恒星形成区组成。上图中最亮的恒星实际上是一对双星，名为Pismis 24-1，总质量高达太阳的200倍。宇宙图中邻近的星系半人马座A被剧烈的天体物理活动所照亮。这个星系的中心有一个大质量的黑洞，该星系正在与一个旋涡星系发生碰撞并将其毁灭。这一碰撞在星系边缘尘埃密布的区域产生了恒星形成区。序言 FOREWORD太空时代的标志性影像，1969年阿波罗11号任务期间，巴兹·奥尔德林在月表行走。
年复一年，世代更替，有赖于新科技的发展和新的思考方式，我们观察宇宙的方式不断地演进着，我们观察遥远时空中的恒星与星系的能力也越来越强。我们拥有了空间望远镜和行星际探测器，它们从数百万公里外向我们发回信息，这些信息被我们接收到后，成为我们所见的那些绝美影像。基于这些信息，前所未有的宇宙“地图”得以绘制，这是你从未见过的崭新世界，而本书将会为你徐徐呈现这些精彩。
这本美国国家地理杂志出版的《太空全书》对我有特别的意义。作为少数几个曾经登上月球的人类之一，我至今仍感荣耀。在苏联发射第一颗人造地球卫星斯普特尼克1号之后仅仅12年，1969年7月20日，尼尔·阿姆斯特朗和我站在了月球上。对于我来说，月球不再是太空中一个遥远的天体，而是我曾经度过一段时光的一个真实的地方，是我脑海中仍能浮现的一处风景。看着这本书上的月面图，仿佛是在追忆曾经的一段假日旅程。
也许在阿波罗11号之后降生的人不记得了，但是所有曾目睹阿波罗11号发射成功的人都会记得——阿波罗11号代表了科技迅猛发展、太空探索大步前进的十年。美国毫不动摇地把国力凝聚在长期目标上，从而发展出了很多新材料、火箭、飞船和宇航服，做出很多想要实现让人往返月球所必备的科学突破。
成功完成登月任务需要很多不同种类的“地图”，同时我们也借助任务绘制出了很多“地图”。飞船轨迹接近和降落机动的终端区航图，尤其是目标着陆区域的地图，是尤为重要的。自首次登月以来的四十多年中，有500多名宇航员曾经在太空中生活和工作，都是在近地轨道。人类进入太空尽管仍然复杂、危险和昂贵，但也已经变得越来越寻常：已经有人在计划发展太空旅游业，等着去太空一游的旅客们也已排起长队。
同时，设计精巧的无人航天器，从空间望远镜到飞往深空的行星际无人探测器，都为我们带来了精彩绝伦的发现，包括月球、木星的卫星和火星上曾经或者现在仍然有水的证据。现在，我们已经发现了400多个围绕其他恒星运转的系外行星。（截至译本出版前夕已有3000多个。——译注）这幅“地图”包含以上所有的信息——我们拓展了“地图”一词适用的范围，在这里，“地图”包含了我们的太阳系、我们的星系和整个宇宙。
现在，又一卷宏大的宇宙路线图正在徐徐展开：人类将再次回到太空探索事业中。这次的探索目标是火星。要实现这一诱人的目标，我们需要人才、资源和适应情势变化的能力。在为前往火星而努力的过程中，我们必将取得一系列令人惊叹的成就。要抵达火星，我们需要新的、可重复使用的飞船。这些飞船是庞大的航天飞机舰队的继承者，它们将能适用于很多有着特殊目标的任务，包括火星与地球之间往返的长航程飞行。我们还将需要太空的新航图，就像大航海时期的欧洲探险家在刚刚开始探索新世界时要做的功课一样。2012年冬，机遇号火星车拍摄下了火星上这片干旱、锈红、被风力形塑的地表。当时火星车行经“格里利避风港”，这个地方位于因代沃环形山的边缘，在火星赤道南边一点。
正如在阿波罗任务时代，“月海”这一名称进入了美国人的日常词汇库，有关彗星和其他近地天体的名称也将随着我们的造访而为人所熟知——像是维尔塔宁彗星、哈特雷3号彗星、小行星毁神星等等。我们将会拦截小行星，获取它们的岩石和土壤，研发出必要的仪器设备来研究这些构成了宇宙的基本天体。我们将会飞向古老彗星的金色彗尾，在那里收集样本，这是来自星系创生之初的古老物质。我们对世界的认知图景将不断变化，我们的宇宙“地图”也将随之改变。
我们将一步一步走向更远，直到终于登上火星的卫星——火卫一。在那里，我们将能直接控制火星表面的无人探测器。这一步过渡将使我们得以发展长期载人太空飞行所必需的技术，有了这些技术，我们才能历史性地登上这颗红色行星。如果我们毫不懈怠地持续努力，人类将能在2035年踏足火星——这将是我们降落在静海基地之后的66年、莱特兄弟在小鹰镇起飞之后的第二个66年，但我们得抓紧开始了。
这个充满雄心的计划需要恒心和毅力，即使在经济波动、政局更迭的时候也不能动摇。为了去往火星，我们需要齐心协力。也许最重要的是，这项任务定将触及人类挑战时间、空间、质量、能量等基本物理概念的能力极限。但在我看来——以我43年前就曾登上月球而观之——我知道我们能做到。
没有地图，人类不可能取得现今的成就；没有地图，我们也不可能走向更远的世界。这本由詹姆斯·特赖菲尔撰写、美国国家地理杂志出版的《太空全书》之所以如此令人激动，正是因为它拓展了人类对太空疆域的认识，呈现了人类从载人航天到无人探测任务的太空探索活动所取得的大量信息，并将所有的新数据翻译成流畅的文字、动人的图像和简洁明了的“地图”。巴兹·奥尔德林（Buzz Aldrin）巴兹·奥尔德林（Buzz Aldrin）：美国飞行员、美国国家航空航天局宇航员，因在执行第一次载人登月任务阿波罗11号时成为第二位（在尼尔·阿姆斯特朗之后）踏上月球的人而闻名。关于本书《宇宙全书》是一部宇宙的视觉指南。从太阳系开始描绘，走向最遥远的星系，直到探索多重宇宙的秘密。这本书以简明、不拘泥于技术细节的语言解释了行星、恒星、星系以及黑洞等极端天体的本质，并配以展示太空神奇之美的照片和艺术想象图。本书包含超过90页细致的地图，详细展现了遥远行星的表面，解释了行星、恒星和星系与宇宙整体图景的关系。
我们将按照空间由近及远的顺序将本书分为三个大篇章：第一部分“太阳系”阐释了太阳系的形成，从小小的水星到寒冷的海王星等行星，还介绍了一些主要的卫星，以及虽然更小但同样重要的矮行星、小行星、彗星等天体。第二部分“银河系”描述了恒星、银河系的结构以及其他星系的本质。第三部分“宇宙”深入挖掘了宇宙学中的一些重大问题——宇宙的结构，宇宙的起源和死亡。终章“未解之谜”探讨了现代物理学中一些最热门的话题：弦论和多重宇宙的可能性。
在每章节前面，都有星图，全书共四幅。呈现了在地球上看起来夜空中的星座的样子；本书最后的附录，包括行星、卫星和一些有趣的深空天体的相关数据列表。导言 INTRODUCTION
人们曾经以为宇宙非常简单。在人类历史的大部分时间里，人们认为大地静止地待在造物主所创造的世界中心，天上的恒星和行星围着它转动。在古代传说中，大地通常是平坦的，而太阳在天上的运动则是神仙的旨意。从公元前15世纪开始，一种对宇宙的新思想在地中海东岸发展起来——这种思想不依赖于神祇，而是将人类带离卡尔·萨根所谓的“鬼神世界”。希腊哲学家开始构建我们看来也许显得原始的宇宙模型，但这些模型具有当时看来“奇怪”的“新功能”：它们仅仅依靠一定的自然法则运行，而无须超自然力量的干预。很多学者认为这一进步标志着科学的发端。
所有这些模型都有两个基本的、不容置疑的预设：一是地球在宇宙的中心静止不动，而其他所有天体——太阳、月亮和行星——都围绕地球转动；第二个假设是天空纯净而永恒，其中的所有物体都沿圆周轨道运动（这个假设是基于这样的认识：圆是最完美的几何形状，因此是适合完美世界的形状）。在这些模型中，恒星和行星镶嵌在固态的水晶天球上，随着天球的转动而行经天空（不巧的是，这让早期的天文学家无法解释彗星是怎么回事，因为它们的轨道会和这些固态球相撞。这也是亚里士多德认为彗星是地球大气层中燃烧着的蒸汽的原因）。最终，这些模型变得非常复杂：嵌入小球壳的行星在更大的球壳中滚动。
考虑到当时像球罩一样的宇宙模型，令人有点意外的是，古人曾经就宇宙在空间上是有限的还是无限的这个问题上做过不少辩论。哲学家阿尔库塔斯（前428-前327）给出了一个有趣的论点：宇宙一定是没有边界的。他认为，假设宇宙有边界，那么一个人就可以走到宇宙的边界，并向外投掷一支矛。这支矛会落到什么地方？其下落的地方将会在边界之外。而无论边界再怎么远，这个“掷矛者”总能找到边界外的一些地方。因此阿尔库塔斯认为，宇宙一定没有边界，一定是无限的。
在阿尔库塔斯之后，很多新思想不断拓展着人类对宇宙的认识，正如阿尔库塔斯的那支矛。事实上，我们将会再遇到三个“掷矛者”，他们一次次地“拓宽”了我们所处的宇宙。第一个掷矛者
第一个掷矛者是波兰牧师尼古拉斯·哥白尼（1473-1543）。他首先给出了把太阳放在太阳系的中心、让地球和其他行星围绕太阳运转的严肃模型。他在著作《天体运行论》中写道：“人们将会意识到，太阳位于宇宙的中心。根据行星的运行规律，并考虑到整个宇宙的和谐，我们可以得知这一事实。就像谚语所说，只要我们用双眼探寻，就会发现真相。”在哥白尼提出日心说后，人类的宇宙观发生了剧变。地球和人类不再处于万物的中心。人类仅仅是围绕太阳运行的众多天体之一上的居民。在我们整本书中，你会发现所谓的“哥白尼原理”不断出现：人类和我们的地球在宇宙中并无特殊之处。波兰天文学家尼古拉斯·哥白尼用崭新的以太阳为中心的宇宙观颠覆了天文学对世界的描述。他的代表作《天体运行论》出版于1543年。
用哥白尼的观点重新审视世界，宇宙变得如此之大。人类所处的宇宙不再被距地表几公里处悬垂的天空和他们脚下的大地所局限。哥白尼之后的天文学家知道了太阳系远比地球大得多：如果把地球比作是北京故宫的大小，那太阳就会像整个北京的辖区范围那么大，而太阳系靠外侧的行星轨道则会像整个中国那么大。对于几乎毕生生活在城市一角的人们来说，要想象这样的比例尺度，确实是有些挑战。这五个星系被称为斯蒂芬五重星系，实际上由四个相互作用的星系和一个离我们更近的年轻星系（左上的蓝色旋涡星系）组成。中间的两个星系正在发生碰撞，同时产生大量恒星，这可以由它们边缘的蓝色星团看出。周围星系的引力影响扭曲了右上方棒旋星系的旋臂。第二个掷矛者
第二支矛是德国天文学家弗里德里希·贝塞尔在19世纪初掷出的。他使用制造精良的望远镜，首先测定了邻近恒星的距离——宇宙被再次“扩大”了。如果我们想象把太阳系缩小到一个足球场大小，那离我们最近的恒星就像是几百公里外的城市那么遥远。在19世纪末，天文学家进一步认识到我们的太阳只是银河系这座巨大的恒星之城中一颗很普通的恒星。我们的太阳和太阳系，尽管在我们眼中已经如此巨大，其实在银河系中也只是千亿个恒星和行星系统之一而已。天文学家开始意识到，恒星并非都长得一样，他们开始为所见到的恒星编目造册。他们也注意到天空中的一些昏暗斑块，在当时望远镜不足以看清这些云雾状天体由什么组成的情况下，天文学家将其统称为星云。此时世界已经准备好迎接第三位掷矛者。第三个掷矛者
他的名字叫爱德文·哈勃，20世纪20年代在加利福尼亚州威尔逊山天文台新建造的望远镜工作的美国人。用这台望远镜，哈勃得以仔细观察那些“星云”，并从中找出单个的恒星。从对这些恒星的观测中，他可以测量到这些“星云”的距离。于是，矛再一次被扔向了远方。他发现，很多“星云”实际上本身就是巨大的“恒星之城”，就像我们的银河系一样。哈勃让我们了解到，宇宙是由所谓的“星系”组成的。实际上这只是哥白尼理念的延伸。地球只是太阳系中的一个行星，太阳只是银河系中的一个恒星，而银河系只是宇宙中千亿个星系的一员。
哈勃不只发现了星系。他还发现，这些星系在离我们远去，也就是说宇宙正在膨胀。这一发现最终发展为我们现今描述宇宙起源的最好图景——“宇宙大爆炸”。这个理论认为，约140亿年前，宇宙起源于极端炽热、极端致密的状态，并一直膨胀和冷却至今。惊人的是，科学家已经发展出了回溯这一过程的可靠模型，甚至可以回溯到大爆炸后仅一秒的时刻。
现在，也许又一个掷矛者正在逼近我们所知宇宙的边界：他或她是谁，我们还不知道。但是，如果现代的某些天文学理论被证明是正确的，也许我们的宇宙将会是众多宇宙的一员——科学家开始将其称为“多重宇宙”。这样的发现无疑将会成为尼古拉斯·哥白尼的终极辩护者，尽管他当时恐怕想象不到这样的进展。四个宇宙
本书将按照阿尔库塔斯的掷矛者们的顺序展开讲述。让我们把世界看作是一系列嵌套的“宇宙”，每一个似乎都包含了整个世界——直到一名掷矛者出现，引领我们进入下一个“宇宙”。太阳系
第一个我们最熟悉的“宇宙”，就是我们的太阳系。在望远镜发明之前，只发现了六颗最靠内部的行星，对其大部分科学思考都集中在理解行星如何运动上——实际上，天文学家需要知道行星在哪里。19世纪，科学家的注意力开始转移到行星由什么构成的问题上，这一研究延续至今。我们还已经发现，太阳系比早期科学家们所想象的要复杂得多，从伽利略发现木星的卫星开始，我们意识到太阳系有比几颗行星多得多的东西。地球的卫星月球实际上是一个拥有自己的演化史、独特特征以及未解之谜的新“世界”。甚至冥王星外寒冷黑暗的区域，也有我们未曾想到的结构和复杂性。我们将在本书的第一部分讲述这一新奇的太阳系。对潘多拉星系团的研究给出神秘的暗物质存在的线索。在这个星系团中，正在碰撞的星系仅占到总质量的5%，星系际气体（在图中以红色显示）占了另外20%的质量，剩下的都是暗物质（以蓝色显示）。暗物质不可见，但是可以因其产生的引力而被探测到。银河系
第二个“宇宙”是银河系。正如在谈及太阳系时科学家们关心行星的位置一样，研究银河系时科学家们也首先着手于这个基本问题：恒星都在哪儿、它们有多亮等等。同样，从19世纪开始，一系列新问题逐渐浮出水面：恒星是由什么组成的？为什么会发光？直到20世纪30年代，核物理学的发展才揭示了恒星的能量来源是核反应，人们才知道恒星并非是永恒的：它们有自己的生命周期，有其发端、发展和结局，正如世间的万事万物。事实上，我们意识到银河系和其他星系都是巨大的恒星工厂，源源不断地将宇宙原初即存在的氢元素转换为构成行星、人类和我们所熟知的世界的其他重元素。在此过程中，我们发现了很多新的、有趣的天体，从黑洞到围绕其他恒星的行星系统。我们还发现银河系以及其他星系中的大部分物质并不是我们所熟悉的构成我们自身的物质，而是一种叫作暗物质的新事物。本书的第二部分将介绍人类是如何探索宇宙中的这些事物的。宇宙
第三个“宇宙”是我们通常称之为“宇宙”的巨大星系集合。对宇宙的起源和命运的研究已经让科学家们孜孜以求了数十年。我们通过对基本粒子的物理学研究，回溯到了宇宙的起点；通过观测天文学，预言了宇宙的未来。出乎人们意料的是，20世纪90年代以来，天文学家发现宇宙的膨胀非但没有减缓，反而在加速。这一发现让我们意识到，宇宙中最主要的成分其实是我们所不理解的“暗能量”。宇宙的未来取决于暗能量是什么以及其性质是怎样的。在本书的第三部分，我们将探索我们目前所知的宇宙。
最终，我们进入第四个“宇宙”——我们将离开由坚实的数据建构的知识王国，进入理论物理学家们仍在推敲琢磨的世界。一些现代理论认为我们的宇宙只是更为宏大的多重宇宙的一员，探寻这些理论之后，我们将结束这场在宇宙的精彩旅行。夜空 THE NIGHT SKY
你曾经在远离城市灯光的地方感受过星空的壮丽吗？如果你曾经看过的话，你一定会记得明亮的繁星点缀着的黑色夜空。
在人类有史以来的绝大部分时间里，这就是人们每天夜里所看到的天空的样子。所以不论是远古人类将繁星分成一个又一个的星座，并把它们整合进神话故事里，还是早期的天文学家所产生的天上的行星跟地上的人和事有着深远联系的观点（尽管这种观点未必正确），也都不足为奇了。
人们对于星空的兴趣逐渐成了一种现代天文学家认可的努力探索。在中国的竹简和古巴比伦的图片上，我们发现了人类裸眼观测夜空的记录。希腊人继承了古巴比伦人的观测成果，也进行了他们自己的观测，演绎出恒星和行星在上绕着地球运转的水晶球夜空模型。
1500年后，一位来自波兰的牧师尼古拉斯·哥白尼挑战了之前人们对夜空的所有认知，他提出了一个观点，即地球绕着太阳转而不是太阳绕着地球转。直到伽利略将他的望远镜对准太空，人们对于夜空的认识彻底改变。地球不再是宇宙的中心，只是那些行星中的一员。我们的月球是一个充斥着环形山和山脉的地方，其他行星也有各自的卫星，这些卫星绕着它们的行星周而复始地运转，就像一个小太阳系一样。
现在我们可以在夜空中看到上千颗恒星，然而这只是银河系中千亿颗恒星中的一小部分，而银河系只是浩瀚宇宙的千亿分之一。不过即便如此，现代的观星者还在使用与很久以前类似的星图。群星点缀在穹庐一般的天空中，被正式划分成了88个星座。在下面8页所展示的内容中，你可以像那些数千年前的先人一样，去找寻并欣赏那些天空中最明亮的恒星和天体。一张18世纪的北半球星图。这张星图向我们展示了自古以来夜空中恒星所归属的那些星座。尽管从表面上看，我们很难真的将这些星体想象成夜空中星座的形状，但这些星图为天文学家们提供了一个认识天空的向导。现在天文学家们仍然使用星座的概念来给恒星分区。如何阅读星图星图和地理上的地图不同，地理上的地图所展示的视角是自上而下的，而星图所展示的视角则是自下而上的。下面的四张星图分别描绘了地球南北半球的星空，即以北天极和南天极为中心的星空。在南北半球，位于星图边缘的天体我们都可以看到。为了准确地指示恒星位置，天文学家们使用天球坐标系来为恒星定位。“赤经”和经度类似，不过以小时、分钟、秒为度量单位，用罗马数字来表示，位于星图的边缘。“赤纬”和纬度类似，代表距天赤道的距离，用“度”和“分”来表示。星图上的蓝色同心圆即为赤纬线。天文学家将天空划分为88个星座区域，星座区域边界线用黄色线标识。星座中主要的星都有希腊字母作为名称，如一般来说最亮的为α星，次亮的为β星，一般根据星体的大小或目视亮度确定。深空发出红外线的星云RCW120，该星云被中心两个超大质量恒星照亮（可见光波段不可见）。星光和星风加热了星云内部的尘埃（红色部分），也加热了星云边缘的颗粒尘埃（绿色部分）。THE SOLAR SYSTEM 太阳系
中国有句谚语：“千里之行始于足下。”这句话非常贴切，我们的宇宙之旅也应该从我们的“后院”——太阳系开始。在这一章你将会在我们邻近的天体上发现令人惊讶的场景，这些细节是我们上一代人无法想象的。这都要归功于一项新技术——空间探测器。在太阳系中，每个行星都曾被一个或多个探测器造访过，有些探测器在某些行星（如金星、火星）上着陆，也有些探测器传送回了行星（如木星、土星）的照片。我们不但探索了行星，还探索了它们的卫星。我们开始意识到在我们的太阳系中，每一个星球都有它独一无二的故事。人们曾经认为在火星和金星上生命可能会存在（当然不排除存在的可能性），而现在人们认为一些更为寒冷的地方更有可能孕育生命——比如木星和土星的卫星们，本章介绍这些卫星的内容中将会为大家展示。最终，我们的视野拓展到了冥王星轨道以外的区域，即被称为柯伊伯带和奥尔特云的区域。至此，行星世界已经被探索得比较完备了，而我们的内太阳系只是整个太阳系中很小的一部分。众所周知的冥王星“降级事件”就是因为我们采用了新的视角观察整个太阳系。FORMATION 太阳系的形成【太阳系的诞生】阳系的一切源于45亿年前宇宙中的一团巨大星云。而今天，太我们看到的则是一些行星绕着一个再普通不过的恒星周而复始地运行。那么，这个巨大的星云是如何变成今天这个样子的？仔细观察我们熟悉的太阳系，这些问题的线索就在天体的运行规律中：行星的轨道几乎在一个平面上，所有行星的运行方向相同，距离太阳较近的行星都是质量较小的岩质行星，而距离太阳较远的行星都是气态巨行星。从18世纪开始，科学家们就开始致力于解释这些规律，其中对此做出最大贡献的就是法国物理学家皮埃尔-西蒙·拉普拉斯（1749-1827）。太阳年龄：45-46亿年与银河系中心的距离：2.8万光年类型：G2V型主序星主要元素：氢、氦、碳、氮、氧（H、He、C、N、O）太阳系行星数目：8岩质行星：水星、金星、地球、火星气态巨行星：木星、土星、天王星、海王星矮行星数目：5卫星数目：169太阳与海王星轨道的距离：30AU太阳与奥尔特云边缘的距离：100,000AU艺术家笔下天苑四（波江座ε星）恒星系统的形成。早期太阳系（想象图）。
据拉普拉斯推测，重力会使一个星云产生一些和早期的太阳系类似的现象。在夜空中，这些像碎云一样的亮斑随处可见，通过望远镜，我们很容易观测到。拉普拉斯提出了这些星云产生一个像太阳系一样的行星系统的过程，这被称为星云假说。时至今日，随着人们对星云假说认识的不断深入细化，星云假说已经成了较为成熟的理论。
要理解太阳系的形成，让我们先来看看产生它的那团星云。和其他星云一样，早期的太阳系也是由大爆炸不久后产生的元素——氢和氦，和少量由大质量恒星合成的元素组成（参见第277-283页）。现代天文学认为，超新星爆发时，附近的星云就会因为受到挤压而产生一些物质更为集中的区域。这些物质集中的区域由于具有更大的引力，使得附近的物质向中心聚集。最终长达数十光年的星云开始破裂并聚集为一些质量更集中的小区域，其中的一小团星云最终形成了我们的太阳系，它被称作原太阳星云。随着气体向中心塌缩，星云开始旋转。对于星云是如何形成行星系统的模型，拉普拉斯认为太阳系的形成过程温和平静，太阳的引力和热辐射造就了整个太阳系，并且太阳系从形成至今变化不大。我们将要看到，在过去的几年中，人们对太阳系形成过程到底有多“平静”的认识有了翻天覆地的变化。冰与火
当然，引力永远不会消失。在原太阳星云形成之后，引力作用会继续影响整个恒星系统。当系统内部继续坍缩的时候，有两件重要的事情会发生：其一便是星云中大部分物质会向中心聚集并最终形成一颗叫作太阳的恒星；其二便是当物质向中心集中的时候，其转速也将加快，就像滑冰运动员收起手臂的时候转速会加快一样。在这种大部分物质向中心聚集以及其转速加快的情况下，系统内部各种力的作用——引力、压力、离心力甚至磁场作用力——都在发生着变化。这种变化使得没有被吸入初生太阳的物质变得扁平并开始围绕太阳旋转。当整个系统最终形成圆盘的时候，太阳系的雏形便诞生了。地球的形成人们经常会问科学家们是如何了解数十亿年前地球形成时期发生的事情的。那么就让我们从一个小环节窥探一下整个故事——行星分异出核、幔和壳等结构的过程。弄清行星的形成过程是一个引人入胜的科学探索故事。故事开始于太阳系刚刚诞生时，太阳系还是一片尘埃云的时候。由尘埃构成的云气中含有一定数量的铪-182原子（铪是一种罕见金属，通常状况下为银灰色有金属光泽的固体）。这些原子核不稳定，会逐渐衰变为稳定的钨-182（钨，主要用于制作白炽灯灯丝），其半衰期约9000年。最为有趣的是，铪-182富集在地壳层中，而钨-182则富集在铁、镍组成的内核中。这就意味着如果钨-182随着铁迅速沉积到内核中，铪-182会留在地幔中并最终衰变，地幔中会出现大量的钨-182。而如果铪-182在完全衰变之后才开始沉积，最终钨-182几乎全部位于内核中。通过比较地幔中钨-182和陨石中钨-182的含量，科学家们确认了地核形成于太阳系形成后的3千万年。这就是科学家们探索太阳系形成过程中的一个小问题。
圆盘形成之后，由于附近物质的作用，太阳的温度开始升高。在火星和木星轨道之间，其温度高到挥发性物质，如水、甲烷等无法以固态形式存在。在这个区域以外，这些挥发性物质以固态形式存在，科学家们称两个区域的分界线为“雪线”。而内太阳系的物质不同于“雪线”以外的外太阳系。所以，距离太阳较近的行星被称为“类地行星”，而距离太阳较远的行星被称为“类木行星”。
帮助我们了解早期太阳系形成过程的一个主要工具是大型计算机，即将太阳系中各种力的分布和太阳释放的能量输入加以模拟。前文中对于早期太阳系的描述即基于这些模拟计算。类地行星
让我们将目光投向类地行星。由于引力和能量的共同作用，内太阳系的挥发性物质几乎全部逸散，内太阳系的行星是由铁、镍、硅酸盐石等高熔点物质组成的。当这些物质围绕太阳运行的时候，它们相互碰撞、挤压，逐渐形成了从石头到山脉大小的岩石，被称为“星子”。这些星子最终聚集在一起形成了行星。
20世纪90年代之前，人们普遍认为行星自形成以来就与现在的轨道和状态相差无几。然而，计算机模拟的结果告诉我们这个模型的偏差，其结果令人惊讶。计算结果表明，内太阳系由数十个月球大小的形成星球的“胚胎”环绕太阳。就像一场不可思议的台球比赛一样，星体的“胚胎”互相撞击、融合，有的发生碎裂，有的小块脱离太阳系。就像我们将要看到的那样，地球的卫星——月球就是由一次撞击形成的，科学家们认为另外一次撞击导致水星的外壳被剥离，仅剩下一个内核，就像我们现在看到的那样。
如果不考虑一些细节的话，这场内太阳系的台球比赛结束之后，内太阳系仅剩四颗行星——水星、金星、地球和火星，就像我们现在看到的那样。
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