图2 拉格朗日点示意图

火星有自己的特洛伊小行星，如小行星1990MB。海王星有自己的特洛伊小行星，如L4 拉格朗日点上的六颗小行星2001 QR322、 2004 UP10、 2005 TN53、 2005 TO74、 2006 RJ103和2007 RW10。2011年7月，天文学家发现地球首个特洛伊小行星，叫做2010 TK7，直径接近300米，位于太阳-地球4号拉格朗日点，距离地球8000万公里。土星甚至还有两组特洛伊卫星：土卫十三和土卫十四位于土卫三的拉格朗日点上；土卫十二和土卫三十位于土卫四的的拉格朗日点上。

虽然特洛伊小行星群与太阳和木星的距离相同，但太阳的质量和引力比木星大得多，所以，特洛伊小行星群还是乖乖地围绕太阳公转，而不是绕木星公转。看起来这是万有引力起了作用。但是，太阳和木星万有引力的合力为什么没有把特洛伊小行星群从拉格朗日点拉出来？

1772年，法国数学家、力学家和天文学家拉格朗日在论文《三体问题》中阐述：如果三个运动物体恰恰处于等边三角形的三个顶点，那么给定初速度，它们将始终保持等边三角形队形运动。原因在于：两大物体的两个引力的合力指向该系统的质心，正好提供了一个小到可忽略的物体的公转所需的向心力。因此，两大物体的旋转周期与质量较小天体的相同并达成轨道平衡。因为特洛伊小行星群就在拉格朗日点上运行，并且与木星占用同一个轨道。这种解释看起来天衣无缝。不是太阳和木星的万有引力合力不够大，而是特洛伊小行星群具有地利，位置特殊，太阳和木星也奈何不了它。

但是，这只是数学解释，不是物理答案。我还有疑问：木星为什么没有征服特洛伊小行星，而是让它在拉格朗日点上独立特行？相邻的小行星带上小行星成千上万，为什么没有出现三体问题？抑或说，小行星带上尽是三体问题，大家都在拉格朗日点上。

我在寻找物理答案。各位如果有耐心，咱们就从太阳系的起源开始。

太阳系其实就起源于一个大旋涡，而气体圆盘星云则是因为旋涡而集聚、旋转，不需要谁再踢上一脚，万有引力也只是旋涡里的旋聚力。旋涡里的物质分布则呈现一个个壳层结构，数学上叫斐波那契螺旋即黄金螺旋。四大气体行星都在这样的壳层里产生的次级旋涡里形成，与太阳的距离符合提丢斯——波得法则。

壳层里的行星系旋涡在壳层的里边界和外边界之间，沿椭圆形轨道绕太阳公转并且进动，旋聚壳层里的物质。这种物质旋聚共分三种情况：一是彻底旋聚，即壳层里的全部物质都旋聚进星系，形成一个共面的旋涡；一是部分旋聚，壳层里的物质部分旋聚进星系，还有一部分留在壳层里；一是不旋聚，没有行星系旋涡，壳层里的物质各自为政，我行我素。四大气体行星都是部分旋聚，壳层里的绝大多数物质都旋聚进星系，只有一部分留在壳层里。而小行星带则是根本没有产生行星系旋涡，也就没有物质旋聚，只是几个小旋涡象征性地旋聚了一下，形成矮行星或小行星。

在木星壳层里，物体的速度都是相差不大的，虽然有摩擦、有碰撞，但没有聚合。一个行星系旋涡旋聚起部分物体，形成了原木星。原木星一边沿椭圆轨道在壳层里公转，一边旋聚沿途的物质，形成木星行星系。注意：原木星的旋聚主要靠旋涡的旋聚力即引力，但同时还要靠后面追上来的物体的碰撞。也就是说，物质的旋聚不是靠原木星的清扫，而是靠原木星的截留。因为原木星由于质量的增长而降低了速度，原木星守株待兔，逐渐壮大，旋聚起自己的卫星系统。

但木星行星系旋涡的旋聚力是有限的。对那些距离遥远又与自己速度相同的物体一直没有机会旋聚，无法交集。特洛伊小行星群就是这样，像两群轿夫一前一后，不即不离。这也证明，木星的万有引力无法控制特洛伊小行星。用万有引力理论为基础的三体问题分析并不能解决特洛伊小行星群的物理问题。其实，特洛伊小行星是木星的同族兄弟，在壳层里占有地盘。木星对特洛伊小行星鞭长莫及。当然，特洛伊小行星也根本无法撼动木星的霸主地位。

特洛伊小行星群的存在，还因为太阳系暗能量的存在。暗能量就是旋涡里的斥力。暗能量迫使特洛伊小行星在木星壳层里运动。太阳对特洛伊小行星也是心有余而力不足，只好听之任之。

特洛伊小行星群的存在，是星球形成旋涡理论的明证，是万有引力理论永远的痛。