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太陽2.2億年轉一圈,銀河系是否也繞著什么東西做公轉運動?

來源:hao123百家號     時間:2022-03-13 13:39:28

當我們抬頭仰望這片浩瀚的星河,他們好像一動不動,但實際上它們都在劇烈的運動,所有的天體都在自轉或者公轉。其實不止天體,現代物理學理論認為,我們的宇宙中并不存在絕對的靜止,變化與運動才是永恒的主題。

對我們人類來說,月球繞著地球公轉的同時,也在進行著自轉;地球繞著太陽公轉的時候也在進行著自轉;太陽則帶著幾個行星小弟與其他幾千億顆恒星一樣,正繞著銀河系中心公轉。在銀河系中心,有一個巨大的黑洞名為人馬座A*,約為440萬倍太陽質量。

不僅如此,對銀河系而言,在人馬座A*這顆大黑洞附近,還有很多小黑洞和大量古老的球狀星團??茖W家們將這個由超級黑洞,眾多小黑洞和球狀星團組成的引力聚合體,稱為銀河系的“質心”。 銀河系內大約有2000億顆恒星,它們幾乎都圍繞著這顆質心在做公轉。我們的太陽系此時此刻正在以240千米/秒的速度繞著銀心公轉著,大約2.2億年能夠轉一圈。

了解了這些,我們自然而然地就會產生一個疑問:銀河系是否也繞著什么東西在做公轉運動呢?

想要了解這個問題,我們先要搞清楚銀河系的位置。銀河系所在星系群叫作本星系群,這里大約有50個星系,其中仙女座是本星系群里質量最大的星系,我們的銀河系排行老二。

比本星系群更大的是本超星系團,這個星系團的直徑約為1.1億光年,含有大約4.7萬個星系。對于本超星系團而言, 其質量中心大約位于室女座,因此本超星系團也被叫作室女座超星系團。 因此,我們的銀河系差不多是繞著室女座在運動。

進一步往宇宙外圍去看,室女座超星系團是不是也繞著一個什么巨大質量的東西在運動呢?為了解開這個問題,天文學家經過長期大量的觀測后發(fā)現,室女座超星系團正帶著它內部的4.7萬個星系,朝著長蛇座方向快速運動。以長蛇座為參考系,我們銀河系的速度已經達到了約600千米/秒。

不僅如此,除了室女座超星系團,科學家們還發(fā)現了數百萬個星系,它們也朝著長蛇座方向高速運動著?;谶@些觀測結果,科學家們推測:在長蛇座方向存在一個巨大的引力源,簡稱“巨引源”。

經過統(tǒng)計這些星系的數量、運動速度和狀態(tài)后,科學家們計算出這個“巨引源”的質量大約為3.0~5.4X10^16倍的太陽質量。這個巨引源位于拉尼亞凱亞超星系團中心,距離我們銀河系大約1.5億光年。

在這個巨引源面前,人馬座A*這個黑洞連一顆沙子都不是。哪怕是宇宙中已知的最大黑洞SDSS J073739.96+384413.2,雖然其它達到了1.04×10^11倍太陽質量,但是在巨引源面前也和螞蟻沒啥區(qū)別。

所以我們可以得到一個初步的結論:銀河系繞著本星系群的質心運動,本星系群繞著室女座超星系團的質心運動,因此銀河系也繞著室女座超星系團的質心運動著。由于室女座超星系團朝著拉尼亞凱亞超星系團中心的“巨引源”運動,所以銀河系實際上也朝著這個“巨引源”運動著,且運動速度約為600千米/秒。

那么有人可能會問,速度這么快,那我們銀河系乃至太陽系會不會撞上這個巨引源啊,很明顯不會。研究結果顯示,巨引源并不會一直存在。那為什么這么說呢?根據標準宇宙模型,我們的宇宙中普通物質的含量僅占5%,暗物質占25%,占比70%的暗能量正讓我們的宇宙加速膨脹著。

而巨引源并不是一個客觀存在的天體,它本質上是一個聚合體,因此隨著宇宙的加速膨脹,巨引源內部的天體密度會越來越小,宇宙的膨脹將會把巨引源和打散,使其成為若干較小的引力源。

從整個宏觀宇宙尺度來看,引力大約只能在1億光年的尺度下生效,這也是導致銀河系與仙女座會在約40億年后發(fā)生碰撞的原因。對于規(guī)模超過1億光年的的巨引源來說,在這個尺度上,暗能量產生斥力要遠大于天體之間的萬有引力,這就是巨引源不可能長期存在的原因。

在這里值得一提的是,宇宙加速膨脹這個理論在上世紀90年代才被發(fā)現,而暗能量卻是和廣義相對論同時期的產物,愛因斯坦當時偏愛穩(wěn)恒態(tài)宇宙模型,因此他在廣義相對論的場方程中引入了所謂的“宇宙常數”。

這個宇宙常數就是為了抵消萬有引力在大尺度上對宇宙施加的影響。后來哈勃發(fā)現了宇宙正在膨脹的真相,愛因斯坦不得已就把宇宙常數給刪除了。但是非常巧合的是,“在大尺度上抵消引力影響”的這一特征剛好和現在標準宇宙模型里的“暗能量”對應上了。這種世紀的科學呼應光是想想就讓人興奮。

當然,由于技術的限制,人們還沒有真正發(fā)現暗能量的存在,但在現有的科學邊界內,它確實是解釋宇宙加速膨脹現象的有力工具。相信在未來的某一天,科學家們一定會找到暗能量真實存在的證據,雖然這個證據也意味著宇宙終會走向毀滅。

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