來源:hao123百家號 時間:2022-03-13 13:39:28
當(dāng)我們抬頭仰望這片浩瀚的星河,他們好像一動不動,但實(shí)際上它們都在劇烈的運(yùn)動,所有的天體都在自轉(zhuǎn)或者公轉(zhuǎn)。其實(shí)不止天體,現(xiàn)代物理學(xué)理論認(rèn)為,我們的宇宙中并不存在絕對的靜止,變化與運(yùn)動才是永恒的主題。
對我們?nèi)祟悂碚f,月球繞著地球公轉(zhuǎn)的同時,也在進(jìn)行著自轉(zhuǎn);地球繞著太陽公轉(zhuǎn)的時候也在進(jìn)行著自轉(zhuǎn);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(zhuǎn)。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(zhì)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(tuán)??茖W(xué)家們將這個由超級黑洞,眾多小黑洞和球狀星團(tuán)組成的引力聚合體,稱為銀河系的“質(zhì)心”。 銀河系內(nèi)大約有2000億顆恒星,它們幾乎都圍繞著這顆質(zhì)心在做公轉(zhuǎn)。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(zhuǎn)著,大約2.2億年能夠轉(zhuǎn)一圈。
了解了這些,我們自然而然地就會產(chǎn)生一個疑問:銀河系是否也繞著什么東西在做公轉(zhuǎn)運(yùn)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(zhì)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(tuán),這個星系團(tuán)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(tuán)而言, 其質(zhì)量中心大約位于室女座,因此本超星系團(tuán)也被叫作室女座超星系團(tuán)。 因此,我們的銀河系差不多是繞著室女座在運(yùn)動。
進(jìn)一步往宇宙外圍去看,室女座超星系團(tuán)是不是也繞著一個什么巨大質(zhì)量的東西在運(yùn)動呢?為了解開這個問題,天文學(xué)家經(jīng)過長期大量的觀測后發(fā)現(xiàn),室女座超星系團(tuán)正帶著它內(nèi)部的4.7萬個星系,朝著長蛇座方向快速運(yùn)動。以長蛇座為參考系,我們銀河系的速度已經(jīng)達(dá)到了約600千米/秒。
不僅如此,除了室女座超星系團(tuán),科學(xué)家們還發(fā)現(xiàn)了數(shù)百萬個星系,它們也朝著長蛇座方向高速運(yùn)動著?;谶@些觀測結(jié)果,科學(xué)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(jīng)過統(tǒng)計這些星系的數(shù)量、運(yùn)動速度和狀態(tài)后,科學(xué)家們計算出這個“巨引源”的質(zhì)量大約為3.0~5.4X10^16倍的太陽質(zhì)量。這個巨引源位于拉尼亞凱亞超星系團(tuán)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(dá)到了1.04×10^11倍太陽質(zhì)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(jié)論:銀河系繞著本星系群的質(zhì)心運(yùn)動,本星系群繞著室女座超星系團(tuán)的質(zhì)心運(yùn)動,因此銀河系也繞著室女座超星系團(tuán)的質(zhì)心運(yùn)動著。由于室女座超星系團(tuán)朝著拉尼亞凱亞超星系團(tuán)中心的“巨引源”運(yùn)動,所以銀河系實(shí)際上也朝著這個“巨引源”運(yùn)動著,且運(yùn)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(jié)果顯示,巨引源并不會一直存在。那為什么這么說呢?根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)宇宙模型,我們的宇宙中普通物質(zhì)的含量僅占5%,暗物質(zhì)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(zhì)上是一個聚合體,因此隨著宇宙的加速膨脹,巨引源內(nèi)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(dǎo)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(chǎn)生斥力要遠(yuǎn)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(jì)90年代才被發(fā)現(xiàn),而暗能量卻是和廣義相對論同時期的產(chǎn)物,愛因斯坦當(dāng)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(shù)”。
這個宇宙常數(shù)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(xiàn)了宇宙正在膨脹的真相,愛因斯坦不得已就把宇宙常數(shù)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(xiàn)在標(biāo)準(zhǔn)宇宙模型里的“暗能量”對應(yīng)上了。這種世紀(jì)的科學(xué)呼應(yīng)光是想想就讓人興奮。
當(dāng)然,由于技術(shù)的限制,人們還沒有真正發(fā)現(xiàn)暗能量的存在,但在現(xiàn)有的科學(xué)邊界內(nèi),它確實(shí)是解釋宇宙加速膨脹現(xiàn)象的有力工具。相信在未來的某一天,科學(xué)家們一定會找到暗能量真實(shí)存在的證據(jù),雖然這個證據(jù)也意味著宇宙終會走向毀滅。
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