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銀心質(zhì)量不足銀河系的0.0005%,為何能束縛住整個銀河系?

結(jié)合引力的產(chǎn)生與大小關(guān)系的原理,我們一般默認(rèn):物質(zhì)的質(zhì)量越大,引力作用也就越大。

在太陽系當(dāng)中,太陽的質(zhì)量占據(jù)了整個太陽系的99.8%,幾乎是整個太陽系的質(zhì)量總和,所以可以輕易的作為中心,吸引住數(shù)量龐大的行星、衛(wèi)星和彗星等天體,構(gòu)成整個穩(wěn)定的恒星天體系統(tǒng)。

在銀河系中,像太陽這樣的恒星就多達(dá)1000億至4000億個,其質(zhì)量也已經(jīng)是太陽的1.5萬億倍,簡直就是一個天文數(shù)字,完全無法估量。但是,在這個總體質(zhì)量龐大的的星系中,其核心的質(zhì)量卻似乎有點不成比例,甚至不足銀河系的0.0005%,它是怎么束縛住數(shù)千億顆恒星的?

銀河系

就像是地球只是太陽系中的一員一樣,太陽系同樣也只是銀河系中的一個組成部分,甚至毫不起眼。因為地球?qū)τ谔栂瞪踔琳麄€銀河系來說,可能都再難找到一個類似的物質(zhì)存在,但像太陽這樣的恒星,在銀河系中卻可以找到數(shù)千億顆,燕環(huán)肥瘦樣樣都有。要論特殊性,那就是我們“凡爾賽”的時候了。

但正如地球受制卻又依賴于太陽一般,太陽系也受制于銀河系。在銀河系的四條大的懸臂中,太陽系正在獵戶臂上跟隨大部隊一起運(yùn)轉(zhuǎn),大約每秒鐘250公里,運(yùn)轉(zhuǎn)一周約耗時2.5億年。并且每圍繞銀河系走上一圈,我們就會距離起核心更近一步。

這是因為銀河系的銀心是一個巨大的引力源,或者說是一個密度極高的黑洞,會吸引吞噬周邊的天體物質(zhì)。

但是,這個黑洞的質(zhì)量遠(yuǎn)不是整個銀河系質(zhì)量的最大值,只是太陽的430萬倍,星系與中心的質(zhì)量比和太陽系的物質(zhì)與中心質(zhì)量比完全不對等。

從引力作用方面來說,似乎不足以將幾乎壓倒性質(zhì)量村咋物質(zhì)束縛在銀河系當(dāng)中,那么它是怎么維持整個銀河系的構(gòu)架的?

星系形成

如果按照引力與質(zhì)量的關(guān)系來看,和所有被束縛住的天體質(zhì)量造成的引力相比,似乎銀心被撕裂的可能性會遠(yuǎn)大于物質(zhì)被銀心管控的可能性。既然引力的原理在這方面并不能解釋銀河系形成的原因,那么星系的誕生是否存在其它可能?

對于星系形成問題,就像是宇宙的形成一樣,科學(xué)界也沒有具體的證據(jù)參考,但比較受主流接受的觀點就是“星云說”。

根據(jù)宇宙大爆炸假說,在宇宙的初步形成期間產(chǎn)生了很多高能粒子、電子等物質(zhì),隨著溫度的降低和空間的膨脹,很多粒子開始組合、靠攏,成為直徑和質(zhì)量都非常龐大的星云。在不同的引力偏移作用下,又成為不同的物質(zhì),較大的物質(zhì)吸引著較小的物質(zhì)靠近,演化出恒星、行星、彗星和其他小的物質(zhì)。

我們可以將這個看作是眾多物質(zhì)的重組后再分組的過程。星云構(gòu)成物質(zhì)、物質(zhì)構(gòu)成天體、天體組成星系、然后就是更大的超星系。

這里面都存在一個共同的點,就是大的物質(zhì)吸引小的物質(zhì),就像是太陽吸引著眾多行星,是太陽系的中心天體。但是這里面還存在一個理解上的誤區(qū),那就是“中心天體”和“質(zhì)心”的差別。

引力和質(zhì)量偏差

“質(zhì)心”是什么?簡單來說,質(zhì)心就是物質(zhì)質(zhì)量集中的一個假想點,和物質(zhì)形態(tài)上的中心點可能發(fā)生重合,也可能相去甚遠(yuǎn)。

我們常常默認(rèn)太陽就是太陽系的中心,這本來也沒有什么錯,但是整個太陽系的質(zhì)心卻沒有落在太陽上。太陽能關(guān)系的質(zhì)心不是一成不變的,它會根據(jù)系內(nèi)所有的物質(zhì)運(yùn)動變化規(guī)律而產(chǎn)生偏移。

比如當(dāng)太陽系的幾個大的行星都運(yùn)動到了同一側(cè)且呈“連珠”之式,那么太陽系的質(zhì)心就會發(fā)生最大程度的偏移,在太陽中心的160多公里處,超過了太陽的直徑,直接落在太陽之外。

或者我們可以參考比較直觀的冥王星系統(tǒng),冥王星和它的衛(wèi)星整體的運(yùn)動狀態(tài)就像是上述所列的原理一樣。冥王星本身的自轉(zhuǎn)也在隨著質(zhì)心走,中間就出現(xiàn)得了一個空心的圈,但整體來說,其衛(wèi)星依舊圍繞冥王星旋轉(zhuǎn)。

相同的道理,在銀河系上共有四條較為明顯且距離分布較為均勻的懸臂,還有兩條較小的新懸臂,組成一個龐大的銀盤,都以銀心為中心擺臂旋轉(zhuǎn)。這些懸臂上的大小星系數(shù)目總體上相差不會太過,但依舊會存在質(zhì)量上的差異。

就像是對角線上的物質(zhì)質(zhì)量相互牽扯一樣,哪怕中心的物質(zhì)所作用的力并不足以維持平衡,但這個對角上的重量也可以保持相對平衡。

當(dāng)然,這樣的解釋中還加注了個人的理解,可能說出來會有些偏差,但大致就是這么個意思。但是也明顯的,如果中心的質(zhì)量實在太小,引力作用的束縛并不足夠,那么更多的星系系統(tǒng)的維持應(yīng)該還有其他物質(zhì)的作用共同完成。只是這樣的物質(zhì)存在究竟是什么?暗物質(zhì)?暗能量?

但是我們目前連這些物質(zhì)的存在都沒理出來,利用這些未知的猜測來解釋,就有點像是“甩鍋”??傊?,宇宙的奧秘還有很多,而人類的探索還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。

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