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銀心質素不足銀河系的0.0005%,為何能束縛住整個銀河系?

2024-03-27科學

前言:

提到銀河系,相信大家都不會感到陌生。位於銀河系的太陽系對於我們來說有著極其重要的意義,畢竟這是我們所在的家園,太陽系中的一切,都是離我們最近的天體。而在太陽系的運轉當中,最終能夠將所有天體牢牢地「綁」在一起,構成一個穩定的系統,除了太陽的重力作用之外,還有一個更加強大的重力,那就是來自銀河系的黑洞-銀心。

雖然整個太陽系的質素和體積都相較於其他天體來說,都顯得有些「瘦弱」,但是無論怎樣,都離不開對太陽的束縛,只有這樣,才能夠將太陽系中的各種行星、衛星、小行星和彗星等天體,穩穩地繞著太陽「轉圈」,形成一個安定的天體系統。

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份,所以可以說,我們所在的這個大家庭是「受制」的,但也在某種程度上「凡爾賽」,因為在整個銀河系中,除了地球之外,可能其他地方都沒有辦法再找到和地球一樣特殊的存在了。

一、星系的形成並不全是由重力決定的

在自然界當中,無論是一顆小小的石子,還是一個巨大的行星,亦或者是恒星,都離不開一個作用在它們身上的力,那就是重力。相信大家對於重力的認識並不陌生,這是由於物質所產生的一種力,其大小和質素以及距離的遠近都有著密不可分的關系。

對於一輿體系來說,能夠將所有天體穩定地「綁」在一起,形成一個復雜的系統,其中的角色除了重力之外,還有許多其它的力,比如說,慣性力,離心力等等,但是,這些力中的很大一部份,其實都是來源於重力,只是在某種特定的情況下所表現出來的不同的一面罷了。

所以可以說,在宇宙中,幾乎所有天體系統的形成,都是和重力有著莫大的關系,不可或缺。在星系的形成當中也是一樣,如果沒有重力的「幫忙」,是無法將如此龐大的物質「湊」在一起,形成如此龐大的系統的。

但是,當提到星系的形成是如何,又是什麽力量,決定了這些天體最終會形成怎樣的系統時,科學家目前還沒有一個「十分確定」的答案,就像是宇宙的形成一樣,留給了人們無限的遐想空間,也使得宇宙探索的步伐從來都沒有停下過。

不過,在眾多的猜測當中,比較受到人們認可的,就是「星雲說」。根據大家對於宇宙大爆炸假說的理解,當宇宙還處於極其初期的時候,所產生的一切物質,都是來源於大爆炸所帶來的能量,這其中也包括了許多高能的粒子,還有一些微觀的物質,比如說電子等等。

隨著時間的推移,這些物質開始慢慢地冷卻下來,然後開始進行各種各樣的組合,最終形成了眾多龐大的星雲,而在星雲的作用下,又進一步地形成了各種各樣的天體,比如說恒星、行星、衛星等等,這才是星系系統慢慢形成的過程。

在這其中,最重要的就是恒星的形成,因為只有在恒星形成之後,才有可能再進一步地形成行星,而在恒星的形成過程當中,除了重力的作用之外,其他力量並不會對它產生太大的影響,所以說,可以將星系的形成過程,簡單地理解為,是在重力的作用下,各種各樣的天體,被「湊」在一起,最終形成了一個穩定的系統。

二、「中心天體」和「質心」的作用

無論是太陽系,還是其它的星系系統,都少不了「中心天體」的作用,在太陽系中,由於太陽的質素占據了絕大部份,所以可以毫不客氣地將它作為整個太陽系中的「中心」,其它的天體,則都是被它所產生的強大重力所影響,圍繞著它「轉圈」,構成了一個穩定的系統。

而在其它的星系中,同樣也離不開這樣的作用,只有在中心天體的「幫助」下,才有可能將其它的天體牢靠地「綁」在一起。不過,在談及到中心天體的時候,其實還有一個值得思考的地方,那就是「中心天體」和「質心」,這兩者並不是一回事。

對於太陽系來說,雖然在我們通常的認知當中,太陽就是它的「中心」,但是當考慮到整個太陽系所存在的種種復雜情況之後,就會發現,太陽並不是唯一的「中心」,實際上,太陽系還存在著一個「虛擬」的中心,那就是它的「質心」。

所謂的「質心」,並不是一個真實存在的天體,而是所有物質的質素集中的一個假想點,其位置,是根據整個太陽系中的物質分布情況所決定的,但是無論怎樣,它都會存在著一定的偏移,這是由於太陽系中的一切天體,都在不斷地進行運動,所以才會導致質心的位置有所變化。

在一些特殊的情況下,比如說當太陽系中的幾個大型行星,都位於同一側,並且還出現了一些特殊的排列,這個時候,就會對太陽系的質心位置產生比較大的影響,而人類也正是透過觀測這樣的情況,來更好地認識太陽系的結構,以及各種天體運動規律的。

三、中心天體和周圍天體的關系

從太陽系的例子當中,可以比較清晰地認識到中心天體和周圍天體之間的關系,但是在談及到整個銀河系的時候,情況可能就會顯得復雜許多,因為在銀河系的運轉當中,可不僅僅是中心天體的重力所起到的作用。

要知道,雖然在表面上看起來,似乎整個銀河系的結構,就是由無數龐大的天體,被銀心所控制,穩定地「繞圈」所形成的,但是如果仔細地思考的話,可能會發現,僅僅是依靠銀心的重力作用,是無法將如此龐大的物質系統給穩定住的。

可能除了銀心所帶來的令人窒息的吞噬力之外,還存在著其它一些未知的物質,在現在的科學技術水平下,我們並沒有辦法去觀測和認識這些物質,但是,有一種猜測,可能會被很多人所接受,那就是暗物質和暗能量。

正如它的名字所表達的含義一樣,所謂的暗物質和暗能量,並不是我們所熟悉的那些物質和能量,而是一種未知的存在,但是卻有著極其重要作用的物質和能量,其實,在之前,人們也曾經因此而對暗物質和暗能量的「產生」有過一些猜測。

當談及到整個宇宙的結構,以及星系系統的形成和維持的時候,人們發現了一些「奇怪」的現象,根據目前的科學理論,所產生的一切物質,其實在理論上,是可以被認識和觀測的,但是在實際的探索當中,卻發現了一些無法被解釋的現象,比如說,在星系的運轉規律當中,明顯地受到了一些未知物質的影響一樣。

而暗物質和暗能量,可能就是人們為了「應付」這些無法被解釋的現象而「添油加醋」所得到的存在,但是也正如大家所想象的那樣,目前的科學技術,並沒有辦法去證實這些物質的確切存在,所以說,暗物質和暗能量,更多的時候,只是在一定程度上,被當成了一個「甩鍋」,來「解釋」一些奇怪的現象。

但是無論如何,對於整個宇宙來說,還有什麽比暗物質和暗能量,更加神秘和未知的存在呢?可以說,人類對於宇宙的探索,永遠都離不開這樣的猜測和探討,也許在不久的將來,人類的科學技術水平能夠有一個「飛躍」,並且真正地認識和理解這些未知的存在,到那個時候,宇宙的奧秘,也會被揭開更多的一層。

結語:

總的來說,無論是整個宇宙,還是其中的任何一顆星球,受制於什麽,其實背後都有著非常復雜的物理規律在起作用,離不開各種力量的共同「參與」,而在銀河系所展現出來的龐大系統當中,人們或特許以更好地認識到,究竟是什麽樣的力量,才能夠將如此龐大的系統牢牢地維持住,而這其中,也離不開人類對於重力,以及其它各種物理規律的深入探索和認識。