提問：如果在星系中心存在一個(gè)黑洞，那么它是否是星系自轉(zhuǎn)的原因？若真是如此，它的質(zhì)量會(huì)不會(huì)越來越大？它的轉(zhuǎn)速是不是也會(huì)越來越快使得星系周期變短直到縮成一點(diǎn)？
回答：盡管黑洞附近的空間與時(shí)間都遭到嚴(yán)重扭曲，但好消息是它們對遙遠(yuǎn)地方的物體還算手下留情。但對于黑洞而言，多遠(yuǎn)才算“遙遠(yuǎn)”？我們用施瓦茨柴爾德半徑，或是光無法逃逸的引力范圍半徑來描述黑洞的大小。
圖解：位于M87中心的超大質(zhì)量黑洞，推估質(zhì)量達(dá)太陽的數(shù)十億倍。這是人類史上第一張直接對黑洞觀測的天文影像，由事件視界望遠(yuǎn)鏡所拍攝，發(fā)表于2019年4月10日。
這里有一個(gè)比較方便記憶的規(guī)則：對質(zhì)量為太陽M倍的黑洞，其大小約為3×M千米。因此，一個(gè)太陽質(zhì)量大小黑洞的施瓦茨柴爾德半徑約為3千米。粗略估計(jì)，黑洞的廣義相對論效應(yīng)在其施瓦茨柴爾德半徑的1000倍左右距離便可以基本忽略。對于太陽質(zhì)量大小的黑洞，在距其3×1000千米=3千米其引力效應(yīng)基本和太陽（太陽質(zhì)量恒星）相同。這個(gè)距離要比太陽與地球間距離小的多，換句話說，這意味著即使太陽是個(gè)黑洞，地球也不會(huì)改變運(yùn)行軌道。
圖解：大麥哲倫云面前的黑洞（中心）的模擬視圖。請注意引力透鏡效應(yīng)，從而產(chǎn)生兩個(gè)放大，以星云最高處扭曲的視野。銀河系星盤出現(xiàn)在頂部，扭曲成一個(gè)弧形。
將這個(gè)模式套用到銀河系中心的超大質(zhì)量黑洞上，由于其質(zhì)量為太陽的1000萬倍，從上述公式可以得出它的施瓦茨柴爾德半徑約為3000萬公里。那么，它的廣義相對論效應(yīng)只在1000×3000萬公里，即銀河系內(nèi)部300億公里范圍內(nèi)不容忽視?，F(xiàn)今太陽系寬度約為60億公里，超級黑洞附近不可忽略廣義相對論效應(yīng)的區(qū)域大到可容納5個(gè)太陽系。
圖解：2MASS的紅外線望遠(yuǎn)鏡所拍攝到的銀心全貌（2003年）
而銀河系統(tǒng)有2000億顆類似太陽的恒星，各自相距數(shù)以光年計(jì)的距離，可以說在我們銀河系中需要擔(dān)心會(huì)受到超大質(zhì)量黑洞影響的區(qū)域其實(shí)非常有限。銀河系現(xiàn)今自身質(zhì)量約為1000億個(gè)太陽質(zhì)量，要比超級質(zhì)量黑洞的1000萬倍太陽質(zhì)量大很多，所以，除非你非常接近它（即在廣義相對論作用范圍內(nèi)），否則一個(gè)超大質(zhì)量黑洞在星系的固定點(diǎn)產(chǎn)生的引力其實(shí)微不足道。
圖解：在帕瑞納天文臺的夜空中觀賞到的 銀河系的核心 （激光為望遠(yuǎn)鏡創(chuàng)造出一顆導(dǎo)引星）
由此可見，黑洞并不是星系自轉(zhuǎn)的源頭：質(zhì)量太小且離大多數(shù)星系太遠(yuǎn)使得它們無法做到這一點(diǎn)。我們認(rèn)為螺旋星系的旋轉(zhuǎn)源自于角動(dòng)量守恒定律：即相對較大的物體即使只作稍微轉(zhuǎn)動(dòng)，如果是由較小的物體來實(shí)現(xiàn)的話那么其旋轉(zhuǎn)速度會(huì)快很多。
圖解：星系UGC 12158的照片。這是被認(rèn)為是在外觀上最類似于銀河系的星系。
銀河系中心的黑洞不停在累積物體（以未知速度），這意味著隨著時(shí)間的推移它會(huì)越變越大。然而，根據(jù)上述論證，這并不意味星系的自轉(zhuǎn)速率會(huì)增加。也就是說星系年，或是某顆靠近星系中間的恒星圍繞星系旋轉(zhuǎn)的周期不會(huì)受黑洞存在的影響。
圖解：太陽在銀河系中的位置圖。角度表示銀道坐標(biāo)系中的經(jīng)度。
實(shí)際上這一切對我們而言相當(dāng)不幸：如果星系的自轉(zhuǎn)速率確實(shí)因?yàn)槌筚|(zhì)量黑洞加快，那么我們可以利用這一增量來尋找黑洞。然而，事實(shí)上黑洞在星系中心很難被發(fā)現(xiàn)，因?yàn)樗麄兊挠绊懯钟邢蕖?/span>
參考資料
1.WJ百科全書
2.天文學(xué)名詞
3. astro-Kristine Spekkens-DK27
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參考資料
1.WJ百科全書
2.天文學(xué)名詞
3.原文來自：http://curious.astro.cornell.edu/the-universe/black-holes-and-quasars/86-the-universe/black-holes-and-quasars/general-questions/424-do-supermassive-black-holes-cause-galaxy-rotation-advanced
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