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银心质量不足银河系的0.0005%,为何能束缚住整个银河系?

2024-03-27科学

前言:

提到银河系,相信大家都不会感到陌生。位于银河系的太阳系对于我们来说有着极其重要的意义,毕竟这是我们所在的家园,太阳系中的一切,都是离我们最近的天体。而在太阳系的运转当中,最终能够将所有天体牢牢地「绑」在一起,构成一个稳定的系统,除了太阳的引力作用之外,还有一个更加强大的引力,那就是来自银河系的黑洞-银心。

虽然整个太阳系的质量和体积都相较于其他天体来说,都显得有些「瘦弱」,但是无论怎样,都离不开对太阳的束缚,只有这样,才能够将太阳系中的各种行星、卫星、小行星和彗星等天体,稳稳地绕着太阳「转圈」,形成一个安定的天体系统。

就像是地球只是太阳系中的一员一样,太阳系同样也只是银河系中的一个组成部分,所以可以说,我们所在的这个大家庭是「受制」的,但也在某种程度上「凡尔赛」,因为在整个银河系中,除了地球之外,可能其他地方都没有办法再找到和地球一样特殊的存在了。

一、星系的形成并不全是由引力决定的

在自然界当中,无论是一颗小小的石子,还是一个巨大的行星,亦或者是恒星,都离不开一个作用在它们身上的力,那就是引力。相信大家对于引力的认识并不陌生,这是由于物质所产生的一种力,其大小和质量以及距离的远近都有着密不可分的关系。

对于一舆体系来说,能够将所有天体稳定地「绑」在一起,形成一个复杂的系统,其中的角色除了引力之外,还有许多其它的力,比如说,惯性力,离心力等等,但是,这些力中的很大一部分,其实都是来源于引力,只是在某种特定的情况下所表现出来的不同的一面罢了。

所以可以说,在宇宙中,几乎所有天体系统的形成,都是和引力有着莫大的关系,不可或缺。在星系的形成当中也是一样,如果没有引力的「帮忙」,是无法将如此庞大的物质「凑」在一起,形成如此庞大的系统的。

但是,当提到星系的形成是如何,又是什么力量,决定了这些天体最终会形成怎样的系统时,科学家目前还没有一个「十分确定」的答案,就像是宇宙的形成一样,留给了人们无限的遐想空间,也使得宇宙探索的步伐从来都没有停下过。

不过,在众多的猜测当中,比较受到人们认可的,就是「星云说」。根据大家对于宇宙大爆炸假说的理解,当宇宙还处于极其初期的时候,所产生的一切物质,都是来源于大爆炸所带来的能量,这其中也包括了许多高能的粒子,还有一些微观的物质,比如说电子等等。

随着时间的推移,这些物质开始慢慢地冷却下来,然后开始进行各种各样的组合,最终形成了众多庞大的星云,而在星云的作用下,又进一步地形成了各种各样的天体,比如说恒星、行星、卫星等等,这才是星系系统慢慢形成的过程。

在这其中,最重要的就是恒星的形成,因为只有在恒星形成之后,才有可能再进一步地形成行星,而在恒星的形成过程当中,除了引力的作用之外,其他力量并不会对它产生太大的影响,所以说,可以将星系的形成过程,简单地理解为,是在引力的作用下,各种各样的天体,被「凑」在一起,最终形成了一个稳定的系统。

二、「中心天体」和「质心」的作用

无论是太阳系,还是其它的星系系统,都少不了「中心天体」的作用,在太阳系中,由于太阳的质量占据了绝大部分,所以可以毫不客气地将它作为整个太阳系中的「中心」,其它的天体,则都是被它所产生的强大引力所影响,围绕着它「转圈」,构成了一个稳定的系统。

而在其它的星系中,同样也离不开这样的作用,只有在中心天体的「帮助」下,才有可能将其它的天体牢靠地「绑」在一起。不过,在谈及到中心天体的时候,其实还有一个值得思考的地方,那就是「中心天体」和「质心」,这两者并不是一回事。

对于太阳系来说,虽然在我们通常的认知当中,太阳就是它的「中心」,但是当考虑到整个太阳系所存在的种种复杂情况之后,就会发现,太阳并不是唯一的「中心」,实际上,太阳系还存在着一个「虚拟」的中心,那就是它的「质心」。

所谓的「质心」,并不是一个真实存在的天体,而是所有物质的质量集中的一个假想点,其位置,是根据整个太阳系中的物质分布情况所决定的,但是无论怎样,它都会存在着一定的偏移,这是由于太阳系中的一切天体,都在不断地进行运动,所以才会导致质心的位置有所变化。

在一些特殊的情况下,比如说当太阳系中的几个大型行星,都位于同一侧,并且还出现了一些特殊的排列,这个时候,就会对太阳系的质心位置产生比较大的影响,而人类也正是通过观测这样的情况,来更好地认识太阳系的结构,以及各种天体运动规律的。

三、中心天体和周围天体的关系

从太阳系的例子当中,可以比较清晰地认识到中心天体和周围天体之间的关系,但是在谈及到整个银河系的时候,情况可能就会显得复杂许多,因为在银河系的运转当中,可不仅仅是中心天体的引力所起到的作用。

要知道,虽然在表面上看起来,似乎整个银河系的结构,就是由无数庞大的天体,被银心所控制,稳定地「绕圈」所形成的,但是如果仔细地思考的话,可能会发现,仅仅是依靠银心的引力作用,是无法将如此庞大的物质系统给稳定住的。

可能除了银心所带来的令人窒息的吞噬力之外,还存在着其它一些未知的物质,在现在的科学技术水平下,我们并没有办法去观测和认识这些物质,但是,有一种猜测,可能会被很多人所接受,那就是暗物质和暗能量。

正如它的名字所表达的含义一样,所谓的暗物质和暗能量,并不是我们所熟悉的那些物质和能量,而是一种未知的存在,但是却有着极其重要作用的物质和能量,其实,在之前,人们也曾经因此而对暗物质和暗能量的「产生」有过一些猜测。

当谈及到整个宇宙的结构,以及星系系统的形成和维持的时候,人们发现了一些「奇怪」的现象,根据目前的科学理论,所产生的一切物质,其实在理论上,是可以被认识和观测的,但是在实际的探索当中,却发现了一些无法被解释的现象,比如说,在星系的运转规律当中,明显地受到了一些未知物质的影响一样。

而暗物质和暗能量,可能就是人们为了「应付」这些无法被解释的现象而「添油加醋」所得到的存在,但是也正如大家所想象的那样,目前的科学技术,并没有办法去证实这些物质的确切存在,所以说,暗物质和暗能量,更多的时候,只是在一定程度上,被当成了一个「甩锅」,来「解释」一些奇怪的现象。

但是无论如何,对于整个宇宙来说,还有什么比暗物质和暗能量,更加神秘和未知的存在呢?可以说,人类对于宇宙的探索,永远都离不开这样的猜测和探讨,也许在不久的将来,人类的科学技术水平能够有一个「飞跃」,并且真正地认识和理解这些未知的存在,到那个时候,宇宙的奥秘,也会被揭开更多的一层。

结语:

总的来说,无论是整个宇宙,还是其中的任何一颗星球,受制于什么,其实背后都有着非常复杂的物理规律在起作用,离不开各种力量的共同「参与」,而在银河系所展现出来的庞大系统当中,人们或许可以更好地认识到,究竟是什么样的力量,才能够将如此庞大的系统牢牢地维持住,而这其中,也离不开人类对于引力,以及其它各种物理规律的深入探索和认识。