太阳系九大行星按密度从高到低排列
太阳系内的行星，是否会遵循“离太阳越近密度越高、离太阳越远密度越低”这样一个规律？这个疑问困扰了我多年。
检索各大行星密度（有多种数据无法一一验证），大致如下：
水星：5.4270g/cm3， 金星：5.2371 g/cm3， 地球：5.5068 g/cm3，
火星：3.9335g/cm3， 木星：1.3260 g/cm3， 土星：0.6870 g/cm3，
天王星：1.3180 g/cm3， 海王星：1.6600 g/cm3
从中可以看出，距离太阳第三位的地球密度最大，距离太阳最近的水星密度排第二，只有距离太阳第四位的火星密度排第四，木星、土星、天王星、海王星四大气态行星的密度更是毫无规律可言。
最终，我找到了问题的两个关键：一是地球曾被流浪星球撞击，飞出的碎片形成了月球；二是金星、木星、土星、天王星、海王星都有浓密大气层，导致计算行星密度数据失真。
太阳系形成之初，太阳还没有开始发光，水星、金星、地球（无月亮）、火星、木星、土星、天王星、海王星都是固态行星，我猜测，在这个时候，各大行星遵循“离太阳越近密度越高、离太阳越远密度越低”规律。
有足够证据表明，几十亿年前的初始地球曾被其他行星撞击，大量较轻的地球表层物质抛向太空，最终形成了月球。也就是说，月球是如今地球表层物质的一部分。这部分表层物质丢失后，占据地球大部分质量的内核因为形成已久，结构牢固，因此地球的平均密度不会发生多大改变。我们将月球的质量和体积加到现在的地球上，还原地球被行星碰撞前的状态，计算得到地球的平均密度为5.4633g/cm3，比原来的密度5.5068 g/cm3显著降低。（具体计算参见图四）
科学家们原来测得地球的质量后（不含月球），根据万有引力定律，推算出其他行星的质量，经检索，各行星与地球质量比值如下：
水星：5.53%， 金星：81.50%， 火星：10.74%， 木星：31,800.00%，
土星：9,518.00%， 天王星：1,450.00%， 海王星：1,717.00%
前面我们将月球质量和现有地球质量相加，调整得到新的地球质量，那么，水星等八大行星的质量，需要同比例调整而增加（具体如图四）。经调整后计算，得到水星、金星、地球、火星的密度分别为：
水星：5.4850g/cm3， 金星：5.3017g/cm3，
地球：5.4633g/cm3， 火星：3.9463g/cm3
这个计算结果，水星密度排第一，已符合行星离太阳越近密度越高的猜测规律，但金星的密度却比地球低。
金星是一颗包裹着浓密大气层的固态行星，科学家预测金星大气层厚度为50-300千米多个数据，因为金星大气层温度极高，云层活动剧烈，从地球测得的金星半径为6052千米，包含着金星大气层厚度，不代表固态金星真实的地表半径，金星大气层总和质量在金星总质量中占比极低，却因为大气层厚度大幅增加了金星体积，导致计算的金星密度过低失真。我用现有金星的观测半径6052千米减去65千米大气层厚度，得到金星半径5987千米，按照调整后的金星质量和体积，计算得到的金星密度为5.4763g/cm3。
这样，太阳系最内侧的四颗固态行星的新密度为：
水星：5.4850g/cm3， 金星：5.4763g/cm3，
地球：5.4633g/cm3， 火星：3.9463g/cm3
四颗行星明显按照密度从高到低排列，完美！
但如何推算出木星、土星、天王星、海王星四颗气态行星的新密度，依然是个难题。
我们假设各个行星都在以太阳为中心的不同大小的虚拟椭圆球层上运行，依次叫水星球层、金星球层、地球球层、火星球层等，各行星在虚拟球层上的运行轨道也是椭圆。
引入冥王星这颗固态行星，按地球加月球的质量为基数，推算出调整后冥王星的密度为1.8782g/cm3，比火星的密度3.9463g/cm3降低一半多。能不能设立一个坐标轴，标识出水星、金星、地球、火星、冥王星的密度与距离，然后连接为一条曲线，这是个很有趣的问题。
如图1所示，Y轴为太阳在银河系中的前进方向，X轴为距离，假设火星球层为宽度接近8亿千米的虚拟椭圆包裹住太阳质心，将火星椭圆轨道在火星球层上绕Y轴水平旋转，使得近日点2.066亿千米在最左侧、远日点2.4923亿千米在最右侧，这样近日点、远日点的垂直投影必然落在X轴上。然后将近日点、远日点的距离相加除2，得到一个平均距离2.2792亿千米，在X轴上截取1亿千米数值对应的直线段，按2.2792倍数放大得到一直线，即可在Y轴上精确确认2.2792亿千米对应点，做一垂线，与近日点、远日点相连的火星球层弧线相交，得到的点就是火星焦点。
火星焦点就是火星球层上的一个确切点，火星焦点的垂线落在X轴上，得到的距离是近日点、远日点相加的平均距离，而火星球层与火星具有唯一对应关系，也可以认为火星球层与火星密度3.9463g/cm3具有唯一对应关系，这样，火星焦点就可以表示为：火星焦点（对应密度3.9463g/cm3、距离2.2792亿千米）如果Y轴表示密度，那么火星焦点作一水平线与Y轴相交，对应的数值就必然是火星密度。
图1
如图2所示为太阳系九大行星近日点、远日点平均距离表。
图2
依据同样的方法，分别得到水星、金星、地球、冥王星的焦点数据，在如图3所示的坐标轴中标注出来，X轴表示距离，Y轴表示行星密度，水星焦点（对应密度5.4850g/cm3、距离0.5790亿千米）、金星焦点（对应密度5.4763g/cm3、距离1.0821亿千米）、地球焦点（对应密度5.4633g/cm3、距离1.4960亿千米），这三个焦点的数据间隔太小，在坐标图上非常集中，为表示方便，默认为一个公共焦点，在作图软件上画一条曲线，连接公共焦点和冥王星焦点，调整曲线连接火星焦点，使得连接公共焦点、火星焦点（对应密度3.9463g/cm3、距离2.2792亿千米）、冥王星焦点（对应密度1.8782g/cm3、距离59.0740亿千米）的曲线成为一条自然平滑的曲线。
图3
因为这条曲线是由Adobe作图软件用数学公式描述出来，说明水星焦点、金星焦点、地球焦点、火星焦点、冥王星焦点所各自对应的行星密度、近日点远日点平均距离之间存在着合乎逻辑的关系。可以合理推测，木星焦点、土星焦点、天王星焦点、海王星焦点必然会落在火星焦点和冥王星焦点之间的曲线段上。
根据木星、土星、天王星、海王星各自近日点、远日点数据得到平均距离，分别在X轴上做一垂线，与曲线相交，就可确认木星焦点、土星焦点、天王星焦点、海王星焦点，而垂线长度对比Y轴得到的数值，就是行星密度，这个数值，可通过如图四的EXCEL表上调节气态行星大气层厚度计算行星体积，从而计算出行星的密度来模拟得到，比如木星半径调减19000千米大气层厚度，计算出木星调整后的密度为3.1696g/cm3，用X坐标轴长度为1的竖直线段，按比例放大3.1696倍得到的竖直线，与木星焦点垂线长度比较相等，就可以确认木星的密度为 3.1696g/cm3。用同样的方法，可分别得到土星密度2.7831g/cm3、天王星密度2.3708g/cm3、海王星密度2.0917g/cm3。
木星质量为土星质量的3.34倍，包含大气层的半径为71492千米，土星含大气层的半径为60268千米，这说明土星大气层比木星大气层厚得多，现有计算中得到的土星密度为0.6870g/cm3，显然非常失真。在我的调整计算中，将木星大气层调减19000千米（71492 - 19000），得到木星固体半径为52492千米，将土星大气层调减23600（60268 - 23600），得到土星固体半径为36668千米，由此分别得到木星密度为3.1696g/cm3、土星密度为2.7831g/cm3，这个结果显然很符合逻辑，得到的木星焦点（3.1696g/cm3、7.4800亿千米）、土星焦点（2.7831g/cm3、14.3345亿千米）在平滑曲线中对应位置也符合逻辑。
同理，通过调减天王星大气层（-4900千米）、海王星大气层（-2000千米），得到的天王星焦点（2.3708g/cm3、28.7668亿千米）、海王星焦点（2.0917g/cm3、45.0344亿千米），在平滑曲线中的位置也符合逻辑。
如图4“太阳系九大行星密度调整表”所示，以调整后的地球质量（地球 +月球）为基础，按照各行星与地球质量比值重新调整计算各行星质量，以及调减金星、木星、土星、天王星、海王星的大气层厚度，计算得到太阳系九大行星密度为：
水星5.4850g/cm3、 金星5.4763g/cm3、 地球5.4633g/cm3、
火星3.9463g/cm3、 木星3.1696g/cm3、 土星2.7831g/cm3、
天王星2.3708g/cm3、海王星2.0917g/cm3、冥王星1.8782g/cm3。
由此，可以得出结论，太阳系九大行星密度由高到低排列，遵循“离太阳越近密度越高、离太阳越远密度越低”这样一个规律。
图4
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