在太陽系中的所有天體中，包括太陽、八大行星、矮行星、衛星以及不計其數的小行星，誰的密度最高？

你可能會不加思索地回答太陽或木星，因為你知道自身引力會導致天體自身被壓縮，所以像木星或太陽這樣大品質的天體的密度一定最高。那你錯了，太陽和木星的密度比地球低1/4。

或者你會從另外一個角度考慮：哪個天體的主體構成元素的分子量大，哪個天體的密度就大。這也是錯的，因為如果按照這個邏輯，水星將是密度最高的天體，但事實並非如此。

正確的答案是地球。在太陽系中所有已知的天體中，地球的密度最高。

這是巧合麼？不。這個世界上絕大部分事情都可以解釋，我們需要從太陽系的形成開始說起。

太陽系是在大約45億年前形成的。和其它的恆星形成類似，在太陽系形成初期，太陽之外的其它天體還沒有形成，所有的物質都圍繞太陽形成一個巨大的圓盤。今天，我們可以藉助大型天文望遠鏡對這一些新生恆星進行直接成像和分析。

從這張影象中你會發現，一顆新的恆星已經形成，圍繞它的是一個巨大的圓盤，圓盤中的物質一圈一圈的，行星正在形成。而且，通過用顏色來標識溫度，你會發現圓盤中心區域溫度較高，而靠外的區域溫度較低。

除了這些你能直接看到的，還有一些你看不見的隱含因素，而正是這些隱含的因素決定了行星的出現以及哪些元素在哪個位置出現。

一、萬有引力。靠近圓盤中心的物質的旋轉速度要略高於靠外的物質，從而發生碰撞以及相互引力產生的聚合。在數千到數百萬到數千萬年的時間裡，這些物質聚合越來越大，於是形成了行星。

二、恆星的輻射。在行星誕生的過程中，恆星會向外發出強烈的輻射和熱量，這使得星盤中較輕的元素被“吹”向外側，而在越靠近星盤內側的地方，較重元素的比例就越高。這就是為什麼太陽系最內的幾個行星都是岩石行星，而外側的都是氣體行星的原因。

三、行星遷移。隨著恆星逐漸變熱，輻射更強，一些在早期階段出現的、且過於靠近恆星的行星上的岩石和冰將被氣化，一部分物質被太陽吞噬，一部分物質被推向更遠的外圍，亦或者與其它的行星發生碰撞/或合併。而且，如果一顆行星離恆星太近，恆星大氣層的外層會提供足夠的摩擦力，使行星的軌道不穩定，可能最終被吸引向恆星而被吞噬。

在這3個因素的合力下，形成了45億年後太陽系的總體佈局：水星是最內側的行星，其次是金星，地球，火星，小行星帶，然後是四個氣體巨行星，再外面是柯伊伯帶和最後的奧爾特雲。

如果一切都純粹基於構成它們的元素，那麼水星將是密度最大的行星。因為與太陽系中的任何其它已知天體相比，那些在化學元素週期表中更重元素在水星上有更高的比例，即使是已經揮發掉冰的小行星也沒有水星的密度那麼大。 按這個邏輯，接下來就應該是金星、地球、火星，一些小行星，然後是木星的衛星：艾奧。

但是，決定天體密度的不僅僅是構成它的原材料，還有引力壓縮的問題。尤其是那些品質大的天體，自身的引力會對它產生更大的影響。

科學家通過對太陽系以外行星的觀察研究，發現了行星自身引力對行星影響的規律。如果一顆行星的品質小於兩個地球品質，那麼這顆行星將成為一塊類似地球的岩石行星，品質越高那麼受到自身引力而被壓縮的程度也就越大，而且因為引力還不夠大，所以導致行星外門無法維持很厚的大氣層。如果超出兩個地球的品質，那麼行星就會被一層厚厚的氣態物質包裹著，就像一個泡芙蛋糕，導致整體密度極大地下降，這解釋了土星為什麼是密度最低的行星。但是如果品質繼續增加，到達另一個閾值，那麼引力的壓縮作用將再次領先。這就是為什麼木星的密度比土星要大。土星的體積是木星的85％，但品質只有木星的三分之一。如果品質繼續增加，超越另一個極限，點燃核聚變，那這顆行星就轉變為一顆恆星。

如果我們把木星放到離太陽足夠近，那麼木星的大氣被被剝奪之後，將露出一個肯定比太陽系中任何行星密度都高的核。因為在行星形成過程中，最重的元素總是沉入核心，而且自身引力會將核心壓縮得比原本的密度還要高。

而對於地球而言，是一個岩石行星，沒有巨大的氣體包裹層。由於自身引力的作用，地球被壓縮了百分之幾。這種差異足以克服這樣一個事實，那就是雖然地球構成元素的整體上比水星的構成元素要輕（約介於2％至5％之間），但是密度卻比水星總體高約2％。

這就是原因。一切看似巧合，實際上早有你看不見的物理規律在那裡暗中統治一切。