許所有科學史上最偉大的飛躍發生在 17 世紀。在本世紀初，日心說只是一種替代性的想法：與已經占據了1000多年歷史的領先地心說模型相比，它與數據的擬合性更差。控制地球上物體運動的定律，也就是我們現在所知道的經典力學，在很大程度上是未知的，萬有重力現象也沒有得到理解。當時望遠鏡還沒有被發明出來，肉眼觀察仍然是人類研究宇宙的最佳工具。
到本世紀末，一切都不同了。這些行星最終被確認以橢圓的形式圍繞太陽執行，外行星的運動速度與它們與太陽的距離成正比。 行星有自己的衛星系統，土星有光環，金星有相位，運動和萬有重力定律被證明適用於地球上和天空中所有已知的物體。這在艾薩克·牛頓（Isaac Newton）的工作中達到了頂峰，他發明了微積分，編纂了運動定律，並行展了萬有重力定律。然而，牛頓也遇到了他無法解決的問題，他最著名的一句話是：
「重力解釋了行星的運動，但它不能解釋是誰讓行星運動起來的。
現在進入21世紀，現代天體物理學終於找到了答案。畢竟，這不是一個「誰」，而是一個「什麽」首先讓行星運轉起來。
當我們今天觀察太陽系的結構時，我們對它的了解比牛頓在他那個時代所知道的要多得多。是的，太陽錨定了太陽系，但與牛頓不同的是，我們知道它占太陽系總質素的 99.8%。它繞其軸旋轉，但赤道和兩極的旋轉速度不同：赤道為 25 天，而兩極極端為 33 天（甚至略長）。然後，向外移動，我們看到我們的太陽系擁有：
四顆內部的巖石行星，
小行星帶，
氣態巨行星世界，
凱伯帶，這是大多數周期彗星的來源，
以及一個散射的圓盤和奧爾特雲，大多數雙曲線彗星都是從那裏產生的。
牛頓重力足以解釋所有這些物體的運動，只需要非常輕微的修正（由於廣義相對論）就可以描述內部巖石行星的歲差運動。回到牛頓的時代，只有六顆行星（沒有小行星，還有一兩顆疑似周期性的彗星）是已知的。但今天，我們不僅對自己的太陽系有了更多的了解，我們還了解了數以千計的其他恒星，它們周圍有行星系統：系外行星。
這些系外行星系統和我們自己的太陽系之間有一些相似之處，但也有一些重要的區別。這些系統似乎也都遵循牛頓的萬有重力定律，其中的行星遵循橢圓軌域，這些軌域是由其母星的重力決定的。行星有各種不同的質素，但與我們自己的太陽系不同，巖石世界和巨型世界之間沒有界限：在距離它們執行的恒星的任何距離，近處或遠處。此外，迄今為止已知的最常見的系外行星世界類別——介於地球和海王星的質素之間——在我們的太陽系中根本沒有體現。
然而，我們自己的太陽系的一個重要限制是它已經很老了。自其形成以來已經過去了大約45億年。我們對它過去的歷史知之甚少，因為我們所能接觸到的只是寫在其幸存者臉上的證據。有多少顆行星和/或衛星：
被碰撞摧毀，
被其他行星或太陽吞噬，
或完全從我們的太陽系中彈出，
在其生命周期中？我們不能肯定地說，但大量的證據表明，從各種行星和月球表面的隕石坑率，到火星、地球和冥王星周圍衛星的存在，再到土星環的短暫壽命，都表明答案可能是「至少幾個」，甚至更多。
幸運的是，我們現在所處的時代，我們可以見證年輕甚至新生的恒星和行星系統的形成，並從中吸取了各種教訓。首先，幾乎每個新生的恒星系統，包括原恒星系統，周圍都沒有球形物質雲，而是表現出一種稱為原行星盤的板狀結構。另一方面，這些原行星盤僅在系統歷史的前~1-2百萬年內保持未分化（即均勻，沒有間隙或特征），然後特征開始出現在2-10百萬年前的系統中，然後在10+百萬年後似乎成為「成熟」特征。
這意味著行星在恒星和行星系統的歷史中形成得相對較早，但極端暴力事件會持續更長時間。富含塵埃的特征，如恒星周圍的碎片盤，可以持續數億年;4億-7億年可能是年輕恒星系統的典型時間。我們估計，這與這些系統中的年輕行星之間的一段時期的猛烈轟擊以及頻繁的撞擊和碰撞有關，這與在月球、水星、火星和我們太陽系其他星球上觀察到的隕石坑率是一致的。由於行星科學和行星天文學的這些以及許多其他進步，我們現在比以往任何時候都更接近 於行星系統如何形成的完整畫面 。
是誰（或什麽）讓行星運轉？
為了理解完整的故事，我們必須從頭開始。盡管行星直到其母星在其核心點燃核聚變後~200萬年才開始形成，但行星運動的故事早在那之前就開始了：當它們最終將圍繞軌域執行的恒星首次開始形成時。我們首先要看的一件事是恒星是如何形成的：來自氣體分子雲的塌縮。這些氣體雲必須做兩件事才能塌縮並形成恒星：
它們必須積累足夠的質素，通常是數十萬太陽質素，但有時甚至更多，以便在自身質素的影響下重力塌縮，
它們必須充分冷卻，將熱量輻射出去，否則這些熱效應產生的壓力將阻止重力塌縮。
一旦實作了這兩個關鍵專案，恒星形成的初始氣體雲就開始塌縮。當這種坍塌發生時，它不會單體發生，也不會變成一個大斑點。相反，在這種氣體雲中，有些區域恰好開始時的密度略高於其他區域，這些區域充當物質收縮的成核位點。因此，當氣體雲塌縮時，它們開始分裂，恒星主要在碎片位點內形成，這些破碎位點在最短的時間內收集了最大的質素。
也許出乎意料的是，透過研究這些碎片位點，我們了解到，「單線態」恒星系統，就像我們自己的太陽系一樣，只是眾多選擇之一。盡管形成的所有恒星中大約有一半最終是單線態系統，但形成的所有恒星中有整整一半最終成為多星系統的組成部份：雙星、三星、四星系，甚至更高的多重性恒星系統。大約35%的恒星處於雙星系統中，另外約10%處於三元系統中，大約4-5%位於四級或更豐富的系統中。
此外，這些恒星形成區域通常會在相對較短的時間內形成數千顆恒星：在短短幾千萬年的時間跨度內。我們發現的最常見的新生恒星類別出現在所謂的疏散星團內部：當氣體雲在銀河系的平面內塌縮時形成的星團。這些星團通常會持續數億年，然後相互重力相互作用導致它們解離，並導致恒星和恒星系統散布在整個銀河系中。雖然這是這些新形成的恒星的最終命運，包括具有行星系統的恒星，但它對當這些恒星（以及最終將成為行星的物質）首次形成時發生的物理學具有重大意義。
每當你有兩團大質素物質彼此靠近時，尤其是當這些團塊相對於彼此運動時，它們不僅會相互施加力，盡管牛頓萬有重力定律要求它們這樣做。此外，一個大質素團塊的「近部」對另一個團塊的重力大於團塊中心的重力，而該大團塊的「遠端」與中心相比，其重力小於平均水平。此外，該團塊的「上部」和「下部」將被拉向中心，該團塊的「左側」和「右側」也會被拉向中心。
如下圖所示，這些不同的力代表了所謂的 潮汐力 ：在整個物體上不均勻的力。由於牛頓第三定律——該定律指出每個動作都有一個相等和相反的反應——任何兩個彼此近距離接觸的大團塊不僅會相互施加力，而且還會施加扭矩，這會給這些物質團塊中的每一個帶來一個稱為角動量的量。角動量是導致物體繞其軸旋轉的原因，也是物體相互繞行的原因。由於這些潮汐感應的駐變，所有新生的恆星系統都擁有一些不可忽視的角動量。
角動量的臨界效應
現在，讓我們在恒星和行星形成的背景下把這些成分放在一起。我們將從一個正在塌縮過程中的物質團塊開始，而這個物質團塊——由於潮汐力在它上面起作用，以及形成團塊的初始質素分布——都將在三維空間中開始不對稱，其中一條軸最長，一條軸最短， 並且將具有非零的角動量。
然後，當重力導致這團物質塌縮時，一個軸（通常是最初最短的軸）將不可避免地首先塌縮，導致一種被稱為「煎餅」的物理現象——不，我不是編造的。因為構成恒星系統的物質是由正常物質（即質子、中子和電子）組成的，所以首先塌縮的軸導致兩側的物質「濺」在一起，形成一個圓盤，而其他兩個軸線仍然相對較長。
現在，在存在角動量的情況下折疊，該圓盤也必須不可避免地旋轉，從而導致具有以下配置：
中心團塊，
由原行星物質盤環繞，
這幾乎是每一個曾經觀測到的原恒星系統的標誌。
正是在這一點上，一系列關鍵事件接踵而至。假設只有一個（盡管可能不止一個），中心質素團塊將越來越多的物質吸入其中，將核心加熱到越來越高的溫度，同時使熱量越來越難以逸出。與此同時，物質盤——既可以被稱為星周盤，也可以稱為原行星盤，因為它既圍繞著原恒星，又是將要出現的行星的前身——保持未分化和均勻，盡管它繼續圍繞中心原恒星旋轉。
最後，一個臨界閾值被跨越：原恒星核心內部的溫度超過~400萬K大關，核聚變反應在恒星核心內部開始。這導致向外推的輻射，從而從內到外加熱外部物質。原行星盤中早期的不穩定性最初透過隨機碰撞而消失，但隨著時間的推移，團塊開始生長和持續存在，在這些盤中雕刻出特征，包括螺旋形狀和間隙，這就是我們期望在第一批大質素原行星形成時形成的。這些最初的時刻可能會導致數百萬年甚至數十億年後令人難以置信的豐富行星系統，包括可能最終看起來與我們今天認為熟悉的行星系統非常不同的系統。
但這就是牛頓大問題的答案！他以一種暗示某種神聖幹預的方式提出的問題，到頭來不需要這樣的事情。取而代之的是，只是傳統的天體物理學、運動定律、萬有重力定律和核聚變過程，足以產生所需的「初始運動」，使行星——我們太陽系內的行星和我們太陽以外的任何恒星系統中的行星——在圍繞其母星的軌域上執行。特別是，兩個事實：
塌縮形成恒星和恒星系統的氣體雲並不是天生的球形對稱，
其他附近的物質團塊對任何正在形成的原恒星系統施加的潮汐力將產生扭矩，從而賦予物質角動量，
建立一個與行星一起形成的系統幾乎是不可避免的。這些行星，假設有足夠的重元素以一種不會導致它們完全光蒸發掉的方式產生它們，那麽它們就會持續存在，並且由於角動量是一個守恒量，只要穩定的軌域仍然可能，它們就會繼續圍繞它們的母星執行。當然，它們中的一些人可能會經歷災難，包括拋射、碰撞或被它們的母星吞噬，但牛頓的大問題，即「誰（或什麽）讓行星運動」，現在已經得到了明確的答案。
