當(dāng)宇宙中的天體開始形成時(shí)，它們的初始角動(dòng)量是如何獲得的？我們首先要知道，當(dāng)一個(gè)物體開始旋轉(zhuǎn)時(shí)，即一旦有了角動(dòng)量，它只需要改變轉(zhuǎn)動(dòng)慣量就可以改變它的轉(zhuǎn)速。

轉(zhuǎn)動(dòng)慣量也叫轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，那么什么是轉(zhuǎn)動(dòng)慣量呢？

牛頓第二定律告訴我們，力等于質(zhì)量乘以加速度（fma），或者更準(zhǔn)確地說：力是物體動(dòng)量隨時(shí)間變化的方式。如果你對(duì)一個(gè)物體施加一個(gè)外力，這個(gè)物體的動(dòng)量，或者說它現(xiàn)在的運(yùn)動(dòng)方式，就會(huì)發(fā)生變化，它會(huì)告訴我們動(dòng)量改變了多少。除非對(duì)物體施加外力，否則其動(dòng)量不會(huì)改變。

如果宇宙中的所有物質(zhì)都是由沿著同一條直線的質(zhì)點(diǎn)組成的，那么宇宙體系中就不存在角動(dòng)量這個(gè)東西。但在真實(shí)的宇宙中，物體的運(yùn)動(dòng)是分布在三個(gè)維度上的。

所以在一個(gè)系統(tǒng)中不僅有動(dòng)量還有角動(dòng)量。動(dòng)量的變化取決于質(zhì)量，角動(dòng)量的變化取決于質(zhì)量和質(zhì)量分布的組合。質(zhì)量及其分布方式構(gòu)成了轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。牛頓第二定律是指物體如何改變其動(dòng)量。描述質(zhì)量如何隨速度變化，還有一個(gè)等效定律也描述了物體的角動(dòng)量如何變化，或者說轉(zhuǎn)動(dòng)慣量如何隨轉(zhuǎn)速變化。

花樣滑冰運(yùn)動(dòng)員在旋轉(zhuǎn)得更快時(shí)改變手臂和腿的位置是慣性矩如何隨速度變化的一個(gè)很好的例子：隨著滑冰者的質(zhì)量分布更靠近旋轉(zhuǎn)軸，慣性矩減小并且相應(yīng)的轉(zhuǎn)速增加。增加以補(bǔ)償轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的減少。因此，旋轉(zhuǎn)物質(zhì)的質(zhì)量分布發(fā)生變化（向上或向下），相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)速度也會(huì)發(fā)生變化（向下或向上）以進(jìn)行補(bǔ)償，從而實(shí)現(xiàn)動(dòng)量守恒。正如牛頓第二定律告訴我們的，我們可以通過施加外力來改變系統(tǒng)的動(dòng)量，也可以通過施加外力來改變系統(tǒng)的角動(dòng)量。

扭矩是改變物體旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的力。

宇宙中氣體云的角動(dòng)量是怎么來的？

宇宙中的每個(gè)恒星系統(tǒng)都曾經(jīng)是氣體和塵埃的氣態(tài)云。氣體云的質(zhì)量可能是太陽的數(shù)千或數(shù)百萬倍，它們?cè)?jīng)分布在數(shù)百或數(shù)千光年內(nèi)。如果這些氣體云，或者我們今天看到的氣體云有任何旋轉(zhuǎn)，因?yàn)閼T性矩太大，旋轉(zhuǎn)速度會(huì)非常非常小，基本感覺不到，因?yàn)閺浬⒌臍怏w云可以帶走。數(shù)十億年。完整的脊柱。

但是氣體云，就像宇宙中的所有物體一樣，并不是孤立存在的。氣體云存在于宇宙中所有其他物質(zhì)和能量之中，所有物質(zhì)都受引力定律的約束。宇宙中任意兩個(gè)質(zhì)量體相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，只要稍微錯(cuò)開一小段距離，兩種物質(zhì)之間相互施加的引力就會(huì)產(chǎn)生扭矩，從而在引力作用下產(chǎn)生角動(dòng)量.力量

這種現(xiàn)象被稱為潮汐力矩，早在1976年，物理學(xué)家吉姆·皮布爾斯就從理論上解釋了宇宙物體角動(dòng)量的來源。因此，宇宙中幾乎每一個(gè)有質(zhì)量的物體，不管它是否天生具有非零角動(dòng)量，在138億年后都會(huì)有角動(dòng)量。包括每一個(gè)氣體云，包括形成我們太陽系的氣體云。

我們可以進(jìn)一步將巨大的氣體云分解成單個(gè)恒星和恒星系統(tǒng)正在形成的區(qū)域。以我們的太陽系為例。

為什么太陽系主要天體的公轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn)方向幾乎相同？

不管后來形成太陽系的氣體云的內(nèi)部角動(dòng)量如何，氣體云最初都是以三軸橢球體的形式分布的。氣體云一開始不可能是一個(gè)完美的球體，它在物質(zhì)分布上總會(huì)顯得不均勻。上圖中的三軸橢球體就是一個(gè)很好的類比。在橢球體中，其中一個(gè)軸會(huì)比另一個(gè)軸大其他兩個(gè)軸。更短。當(dāng)氣體云在引力作用下坍縮時(shí)，它首先沿著最短的軸坍縮得最快，因?yàn)闃?gòu)成所有恒星和行星的普通物質(zhì)在引力作用下相互作用和碰撞，旋轉(zhuǎn)速度也會(huì)增加。

不管行星盤的角動(dòng)量是多少，整個(gè)行星盤都會(huì)有一個(gè)整體的凈旋轉(zhuǎn)方向！因此，在我們的太陽系中，所有的行星都以相同的方向（逆時(shí)針方向，從太陽的北極向下看）繞太陽公轉(zhuǎn)，太陽也以相同的方向自轉(zhuǎn)，幾乎所有的衛(wèi)星都以相同的方向公轉(zhuǎn)。當(dāng)繞行星運(yùn)行時(shí)，所有行星都沿同一方向繞其軸旋轉(zhuǎn)。

只有兩個(gè)例外：金星幾乎不轉(zhuǎn)，而且方向相反；天王星直接在其軌道上旋轉(zhuǎn)。兩個(gè)世界的角動(dòng)量被認(rèn)為已被外部物體的干擾顯著改變，很可能是很久以前的一次巨大碰撞。.即它們的旋轉(zhuǎn)是受外力矩的影響而改變的！