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在20亿年后，太阳的亮度会比现在高15%左右，而地球表面的温度，也会比现在高很多，大约相当于现在金星表面的温度。太阳之所以越来越热、越来越亮，是因为随着氢融合成氦，太阳核心的氦越来越多。氦比氢密度大，因此氦会施加更大的压力，使温度升高。更高的温度导致氢变成氦的核聚变反应加快，释放能量的速率也就加快，这使得太阳的亮度增加。
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在30亿～40亿年的时间里，太阳将会耗尽上面的氢。接下来它会开始燃烧氦，并开始膨胀。其外层可能膨胀到地球轨道的位置。从现在起40亿～50亿年后，太阳会爆炸，喷射出碳原子，坍缩成一颗白矮星。再往后，它冷却成一颗黑矮星，不再释放能量。太阳体积不够大，不会成为超新星。
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行星的形成
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太阳和它的行星几乎是同时形成的，这发生在约45.68亿年前。旋转的云团中，并非所有物质都陷入中心形成了太阳，大约有1‰的物质，继续在一个圆盘里绕着正在形成的太阳旋转。为什么太阳的引力没有把它们都吸引过去呢？没有人能给出完善的答案。或许是旋转的圆盘的惯性，有驱使物质远离中心的倾向吧。
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太阳开始燃烧后，会释放出辐射和粒子，就像风一样，这种现象叫作“恒星风”，也叫“金牛座T型风”。恒星风将气体云从内部的微星（婴儿期的行星）周围吹开，最终形成了太阳系内部的4颗岩态行星，从太阳向外依次排列为：水星、金星、地球和火星。4颗行星形成后，绕太阳公转，引力将附近的物质吸引过来，这样就把轨道附近的物质清理干净了。天文学家称这个过程为“吸积”：大块物质与行星相撞，随后与之聚集在一起，使行星体积不断增大。接下来的时间里，行星继续“吸积”，但速度比形成阶段慢了许多。
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太阳系外围的温度始终低于靠近内部的部分，这使得更轻的化学元素可以凝结在一起。最终，太阳系外围出现4颗大的气态行星：木星、土星、天王星和海王星。虽然这4颗行星大部分是由冰冻气体构成的，但它们都有较重元素构成的核。
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从1930年被首次发现，直到2006年，冥王星一直被看作太阳系的第9颗行星。但是，现在人们将它视作矮行星，它的体积太小，无法清理掉其他天体碎片而形成自身的轨道——这一点被视作真正的行星的标准。冥王星的体积仅是地球的卫星——月球的2/3。
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太阳系
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从左向右数，地球是距离太阳第三远的行星。除了天王星之外，其他行星的自转轴差不多都是垂直的。这幅图不是按比例绘制的。
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木星的直径为地球直径的11倍左右，质量是地球的300多倍。天文学家认为，由于木星体积非常大，其引力使木星与火星之间再没有形成一颗行星——木星的引力会将一颗正在形成的行星拆散。今天，木星和火星之间没有行星，而是有一圈大块的物质（小行星）绕太阳公转，叫作“小行星带”。这些小行星会互相撞击，有时某一颗会被撞出轨道。它有可能到达地球，那样的话我们会看到它在地球的上层大气中燃烧，形成所谓的“流星”。冥王星轨道之外，存在更多早期太阳系的残余——柯伊伯带（Kuiper Belt）和叫作奥尔特云（Oort Cloud）的大量彗星。
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就这样，太阳和太阳系的行星形成了。所有的行星都在同一平面绕太阳公转，这是一个无形的平面，就像一张旧唱片一样。所有行星都在距离太阳不同的地方沿同一个方向公转。我们之前了解到，星系形成时，空间中的一大片气体和粒子云团倾向于形成旋转的圆盘，中心会有个凸起。而在形成太阳系的云团中，有极少部分物质没有落入中心的团块，而是形成了太阳系的八大行星。
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地球早期的历史
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地球是距离太阳第三远的岩态行星。直径是水星的3倍，比金星稍大，体积是火星的2倍。水星、金星和火星是另外3颗岩态行星。
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与其他行星一样，地球在形成过程中，也在不断进行物质的“吸积”。地球开始形成约1亿年后，另一颗刚刚形成的“原行星”（地球体积的1/4或一半）与地球发生了碰撞。根据地质学家提出的理论，这颗原行星擦过地球，撞掉了地球的一大块。引力将撞击下来的大部分物质聚集起来，使其绕地球旋转，形成了月球。最初，月球轨道离地球较近，但后来逐渐远离，一年大约远离5厘米（2英寸）。
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造就月球的那次撞击，有人也称其为“大巴掌”，把地球垂直的自转轴也给撞歪了。之后，地球的自转轴不再垂直于太阳系平面，而是倾斜了23°。正是自转轴的倾斜，才造成了地球上的四季交替。
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随着地球体积开始增大，温度也开始升高（但不会高得像恒星那样发生氢聚变）。升温现象的出现源于多个原因。首先，与其他物质团块撞击产生高温。其次，在引力作用下，地球体积不断增大，落下来的团块的引力势能转化成热量。最后，地球包含大量放射性元素。放射性元素衰变时也会释放热量。本章前面已经提过，太阳系形成前不久，发生过超新星爆发，地球上的放射性元素即由此而来。
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随着地球温度升高，内部熔化，元素因密度不同自行分类，地质学家称这一过程为“化学分化”。（没错，我们讨论的学科又发生了变化，自天文学、物理学和化学之后，这次又转到了地质学。）地球发生熔融后，像铁和镍等重元素，沉入了地球中心，较轻的元素待在中间，而最轻的元素则上升到地球表面。
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地质学家将地球历史的前6亿年（46亿～40亿年前）称为“冥古代”（Hadean Eon）。这个名字源于希腊语的“冥府”（Hades），古希腊人死后灵魂就存在于这个地方。而用Eon这个词，是因为基督徒将这个希腊语单词看作与基督教所说的“地狱”同义。
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最初，地球自转速度很快，自转一周仅需8小时左右。到了大约40亿年前，由于月球和太阳起到了“刹车”的功能，地球自转的速度放缓，自转一周延长到15小时。当时的太阳比现在暗淡，其光度仅为目前的25％～30%左右。如果当时有人类存在的话，透过满是二氧化碳的空气看过去，天空会呈现一片红色。小行星依然频繁撞击地球，但是频率降了下来。地球表面所有水分都蒸发了，形成弥补的云层。炽热的地表上，火山不停地喷出岩浆——真是我们想象中的地狱般的存在。
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经过很长时间，辐射和小行星撞击不断减少，地球温度慢慢冷却下来。随着地球温度下降，水蒸气变成温暖的液体降到地面，这雨一下就是几百万年。那这些水最初又是从何而来呢？很大一部分来自最初撞击在一起并形成地球的物质团块。后来，又有大量彗星撞击地球，而彗星大部分由冰组成，给地球带来了更多的水。
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至少在38亿年前，地球已经足够冷却，得以形成海洋。海洋吸收了空气中大量的二氧化碳，使天空呈现蓝色。某个大陆地壳开始形成。2010年，在澳大利亚西部发现了一颗锆石晶体，经测定有44亿年的历史，是已知的地球上最古老的物质。在加拿大、澳大利亚、南非和格陵兰岛，已发现有38亿年历史的岩石。据估计，30亿年前，今天地壳的65%已经形成。人们认为，20亿年前，板块构造活动剧烈。
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至少在35亿年前，地球已经具备了使生命有可能出现的不同寻常的特点。或许，其中关键的特点就是地球与太阳的距离：这个距离恰好能使水以液体的形式存在于地球表面。假如地球距太阳太近，地球表面的水就会蒸发为气体；假如地球距太阳太远，地球表面的水就会凝结成冰。
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分层结构是地球的另一个关键特点。地球中心是由铁和镍构成的固体内核，虽然高温使其呈现液态，但引力带来的巨大压力，又使其表现得像固态。流动的液态铁和镍构成的外核产生了地球的“磁场”。再往上一层是地幔，虽为固体，但在更长的时间尺度里，却是流动的，会带着陆地移动。陆地下方缓慢流动的地幔，其深度大约能达到650千米（约404英里），再往上就是大陆地壳，平均深度为35千米（22英里）。海洋深约5千米（3英里），海底下方的地壳深度约为5千米（3英里），地壳下方就是地幔了。最后一点，是地球有一层围绕在其外部的薄薄的大气。引力让大气层能够保留下来，把我们与外太空隔开。
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