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太陽系正向銀河系中心黑洞墜落?科學家計算出了墜落的具體時間

在我們傳統的認知中, 地球和其他太陽系行星一起圍繞著太陽公轉, 而太陽則攜帶著這些「小老弟」一起在銀河系中「狂奔」, 圍繞著銀河系中心作周期性的公轉。 就這樣, 周而復始, 帶來了地球春夏秋冬的四季變化, 同時也讓太陽系每2.5億年圍繞銀心的過程中, 穿越不一樣的星際空間。

然而, 近期, 有國外科學家通過研究發現, 太陽系圍繞銀河系中心公轉的速度, 其實要比我們預想地快很多, 而且最讓人驚詫的是, 太陽系圍繞銀心公轉, 其軌道并非是固定不變的, 而是在朝著銀河心中心不斷靠近, 相當于太陽帶領著太陽系內的各個天體,

在不斷向銀心墜落。 這是怎麼回事呢?

天體公轉的兩種解釋

大家知道, 在宇宙中, 所有的天體, 基本上都在做著兩類「旋轉」, 一種是自轉, 另一種是公轉。 關于自轉的原因, 追溯起來最主要的還是在形成之初, 所吸聚各種物質時, 繼承了原來物質的角動量, 按照角動量守恒, 最后所形成的天體, 都會以一定周期性圍繞著自轉軸自轉, 無論是恒星、行星、衛星, 還是中子星、黑洞, 都無一例外。

另外一種旋轉模式是公轉。 即一個天體圍繞著引力中心呈現周期性的旋轉。 而關于天體公轉的原因, 可以從兩個方面進行解釋。 一種是萬有引力。 引力源與圍繞著它旋轉的天體之間, 時刻都發生著萬有引力作用, 而當天體運行的切向線速度, 產生了旋轉的向力心, 當兩者之間的萬有引力, 充當了旋轉的向心力之后, 那麼天體旋轉就會保持平衡狀態, 穩定的公轉關系就形成了。

另外一種解釋是廣義相對論。 按照廣義相對論, 宇宙中任何有質量的物體, 都會對周圍的時空產生壓縮, 從而形成時空彎曲, 質量越大, 時空彎曲地越厲害。 那麼, 這個物體周圍的物體, 就會在壓縮的時空中, 向著引力源中心墜落。 只不過在一定距離和物體運行速度的情況下, 物體向引力源中心墜落的路徑, 是沿著測地線這個「最短」的路線挺進的。

也就是說, 雖然一直在墜落, 但從外界來看, 呈現的是圍繞著引力源中心運行的狀態。

銀河系推動天體公轉的原因

銀河系的范圍很大, 直徑達15-20萬光年, 其中包含著1000-4000億個恒星系統, 我們所在的太陽系, 處在距離銀心2.6萬光年的獵戶支臂上。

由于銀河系規模太大, 所以就不能用傳統的方法對太陽系公轉速度和周期進行測量, 為了解決這一問題, 科學家們通過人造衛星對其他恒星與地球的距離進行測量, 然后通過恒星隨著時間推移而發生的亮度、位置等特征的變化特征, 從而確定了太陽系圍繞銀心的公轉速度,即230公里每秒左右,繼而推測出太陽系大約每2.5億年圍繞銀河系中心公轉一圈。這就是我們傳統認知中關于太陽系公轉的基本參數。

后來,隨著科學家對銀河系結構認知的不斷深入,發現現有銀河系所有恒星的總質量,特別是中心區域密集區的恒星總質量,產生的萬有引力,并不能完全束縛住銀河系這麼龐大的「軍團」,于是將目光對準銀河系的中心,最終證實了銀心其實是一個「碩大無比」的黑洞,被命名為人馬座A*,半徑大約為2400萬公里,質量是太陽的430萬倍。

據科學家們推測,宇宙中大部分的星系中心都存在著一個巨大的黑洞,形成原因就是這里的恒星不但個頭大,而且非常密集,質量越大的恒星壽命越短,最后在生命末期會發生劇烈坍縮形成黑洞。當星系中心黑洞數量越來越多時,不可避免地發生黑洞與黑洞的合并現象,從而推動黑洞質量越來越大。

太陽系向著銀河系中心「墜落」

通過長期的觀測和計算機模擬,科學家發現,銀河系中心的黑洞目前仍然處于快速「增長期」,靠近銀河系中心的許多恒星,仍然在持續發生著向黑洞演化,然后被人馬座A*巨型黑洞吞噬的情況。而且人馬座A*巨型黑洞還時刻吞噬著周圍的大質量恒星,進一步壯大著自己的力量。

根據萬有引力公式,當一方質量增大時,在距離不變的情況下,那麼對另一方的萬有引力作用也會增大。所以理論上,太陽系受到銀心萬有引力的作用,是不斷向著增大的方向發展的,按照這個模式推測下去,那麼太陽系的公轉速度會變得越來越快,公轉周期會越來越短,與銀河系中心的距離會越來越小。

當然,這個推測也得到了科學家們的證實。2012年發射的蓋亞衛星,通過數年的持續性觀測,確定了太陽系圍繞銀河系的公轉周期,要比以往認為的230公里/秒要高出5%-10%,而且每繞銀河系轉動一圈,與銀河系中心黑洞的距離就會縮短2000光年。

有興趣的朋友可以算一下,按照這個速度,太陽系大約再圍繞銀河系中心轉13萬圈左右,就將徹底墜落銀河系中心黑洞,即所需的時間大約在32萬億年。當然,這只是個按照線性規律計算出來的數,如果考慮到太陽系公轉速度越來越快,那麼公轉周期肯定會越來越短,實際墜落時間可能要遠小于這個數值。

即使我們把這個時間調整到10萬億年,那麼相比于太陽系本身的壽命(還有40多億年)來說,仍然是相當漫長的。從某種意義上來說,銀河系的演化周期,已經大大超出了太陽系的「輪回」,太陽系包括地球看似悠久的歷史,只能是銀河系發展演化過程中的一點「煙火」而已。

從而確定了太陽系圍繞銀心的公轉速度,即230公里每秒左右,繼而推測出太陽系大約每2.5億年圍繞銀河系中心公轉一圈。這就是我們傳統認知中關于太陽系公轉的基本參數。

后來,隨著科學家對銀河系結構認知的不斷深入,發現現有銀河系所有恒星的總質量,特別是中心區域密集區的恒星總質量,產生的萬有引力,并不能完全束縛住銀河系這麼龐大的「軍團」,于是將目光對準銀河系的中心,最終證實了銀心其實是一個「碩大無比」的黑洞,被命名為人馬座A*,半徑大約為2400萬公里,質量是太陽的430萬倍。

據科學家們推測,宇宙中大部分的星系中心都存在著一個巨大的黑洞,形成原因就是這里的恒星不但個頭大,而且非常密集,質量越大的恒星壽命越短,最后在生命末期會發生劇烈坍縮形成黑洞。當星系中心黑洞數量越來越多時,不可避免地發生黑洞與黑洞的合并現象,從而推動黑洞質量越來越大。

太陽系向著銀河系中心「墜落」

通過長期的觀測和計算機模擬,科學家發現,銀河系中心的黑洞目前仍然處于快速「增長期」,靠近銀河系中心的許多恒星,仍然在持續發生著向黑洞演化,然后被人馬座A*巨型黑洞吞噬的情況。而且人馬座A*巨型黑洞還時刻吞噬著周圍的大質量恒星,進一步壯大著自己的力量。

根據萬有引力公式,當一方質量增大時,在距離不變的情況下,那麼對另一方的萬有引力作用也會增大。所以理論上,太陽系受到銀心萬有引力的作用,是不斷向著增大的方向發展的,按照這個模式推測下去,那麼太陽系的公轉速度會變得越來越快,公轉周期會越來越短,與銀河系中心的距離會越來越小。

當然,這個推測也得到了科學家們的證實。2012年發射的蓋亞衛星,通過數年的持續性觀測,確定了太陽系圍繞銀河系的公轉周期,要比以往認為的230公里/秒要高出5%-10%,而且每繞銀河系轉動一圈,與銀河系中心黑洞的距離就會縮短2000光年。

有興趣的朋友可以算一下,按照這個速度,太陽系大約再圍繞銀河系中心轉13萬圈左右,就將徹底墜落銀河系中心黑洞,即所需的時間大約在32萬億年。當然,這只是個按照線性規律計算出來的數,如果考慮到太陽系公轉速度越來越快,那麼公轉周期肯定會越來越短,實際墜落時間可能要遠小于這個數值。

即使我們把這個時間調整到10萬億年,那麼相比于太陽系本身的壽命(還有40多億年)來說,仍然是相當漫長的。從某種意義上來說,銀河系的演化周期,已經大大超出了太陽系的「輪回」,太陽系包括地球看似悠久的歷史,只能是銀河系發展演化過程中的一點「煙火」而已。

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