科学家说银河系正在以每小时200万公里速度狂飙,是什么引力如此巨大?
科学家说银河系正在以每小时200万公里速度狂飙,是什么引力如此巨大?
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自从人类观测水平的提高,科学家陆续发现了许多奇怪的天文现象。有一个美国的科学小组发现,银河系一直在以600千米秒(换算成时速大概是200万千米)的速度向某个方向狂飙。那这到底是咋回事呢?
天体的移动
我们都知道,地球绕着太阳公转,如果以太阳为参考系,地球的速度是29.79千米秒。同样地,太阳其实只是银河系中微不足道的一小块,而是位于银河系的郊区。
科学家估算过银河系中类似于太阳这样的恒星有1500亿-4000亿颗。太阳绕着银河系的质心公转,由于暗物质的存在,这个公转速度大概是240千米秒。
当然,银河系再往上还存在着更大的宇宙结构,这个宇宙结构被我们称为
本星系群
。在本星系群中存在着几十个类似于银河系这样的星系,其中仙女座星系是最大的,银河系第二大。
按照我们目前的观测来看,银河系和仙女座星系正在相互靠近。按照目前的理论,星系的形成很可能就是这样一点点合并出来的,所以,银河系和仙女座星系的相互靠近并没有什么特别的。科学家估算,在40亿年前后,银河系和仙女座星系会最终合并成一个大星系。
如果将仙女座星系作为参考系,那么银河系就正在以110千米秒靠近仙女座星系,只是银河系不是走直线,而是螺旋线。当然,这里的110千米秒还是远远小于600千米秒,那为什么银河系会有如此大的速度,这还需要从更大的宇宙结构说起。
无论是地球绕着太阳转,还是太阳绕着银河系的质心转,或者是银河系和仙女座星系的合并,本质上都是引力在作祟。如果我们从更大的尺度来看银河系或者本星系群那还会是这样的吗?
比本星系群更大的宇宙结构是本超星系团,也被称为室女座超星系团。
巨引源
科学家通过观测和对宇宙微波背景辐射的研究就发现,室女座超星系团正在朝着一个长蛇座的方向移动,这也连带着银河系、本星系群一起朝着长蛇座的方向移动。不仅如此,科学家还发现,有数百万个星系都朝着同那个方向在移动。这说明存在这一个巨大的引力源,这也被我们称为
巨引源
。
通过计算,科学家发现这个巨大的引力源位于拉尼亚凯亚超星系团的中心,距离银河系至少1.5亿光年,质量大概是(3 ~ 5.4)*10^16倍的太阳质量。
也就是说,室女座超星系团乃至银河系、太阳系、地球其实都在朝着巨引源运动,银河系的速度是600千米秒。那会不会有朝一日,银河系到达巨引源呢?
答案是:不会。
大尺度与小尺度
要了解这个问题之前,我们需要先对尺度有一定的了解。话说在1687年,牛顿发表了他的著作《自然哲学的数学原理》,其中他提出著名的万有引力定律,并且利用万有引力定律统一了天上和地球表面的物理学规律。
但是牛顿其实也遇到了一个很为难的问题,我们可以想象一下,如果宇宙中只有引力,那么宇宙势必会在引力的作用下向中心聚合,最后挤压在一起。可是我们并没观测到挤压的情况,那究竟是咋回事呢?
牛顿为了解决这个问题就提出,宇宙应该是无限大的,以至于没有中心,或者处处都是中心,这样就可以处处都引力平衡了。不过,后来随着广义相对论的提出,勒梅特,哈勃、伽莫夫等近代科学家的努力,我们知道,宇宙其实不是静止不动的,而是在膨胀的。
不仅如此,在1998年,两个科学小组发表了他们观测Ia型超新星的结果,这个结果表明宇宙正在加速膨胀。这意味着宇宙还存在着一种驱动宇宙膨胀的物质,这个物质被我们称为
暗能量
。
与此同时,科学家还发现,宇宙中还有其他的物质在提供引力,而我们没有办法观测到它们,这种物质被我们称为
暗物质
。
暗能量是目前宇宙的主导,提供的是斥力,已知物质和暗物质提供的是引力,因此,宇宙正在加速膨胀。
由于暗物质、已知物质和暗能量的存在,使得宇宙从小尺度上看是和大尺度上不同的。小尺度上看,引力是主导,而从大尺度上看,斥力占据主导。所谓的大尺度指的是直径为1亿光年的宇宙空间。
而巨引源距离银河系在1.5亿光年以上,这个距离已经超过了1亿光年的尺度,因此,在这个尺度下,斥力占据主导,因此,虽然银河系是朝着巨引源在运动,但由于宇宙空间的膨胀,银河系实际上是距离这个巨引源越来越远的。
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我们的宇宙从来就不是静态的
此时此刻地球正在以30kms的速度绕太阳公转。
此时此刻太阳系正在以220kms的速度绕银河系中心公转。
此时此刻银河系所在的本星系群组成了一个半径5500万光年的室女座超星系团,所以银河系正在围绕室女座超星系团质量中心公转,不过由于仙女座星系与银河系的距离只有254万光年,空间膨胀的力量在这个尺度上还不是引力的对手,
因此天文学家确定仙女座星系目前正在以300kms的速度从侧面靠近银河系,37.5亿年后两个星系就会互相融合。
银河系与仙女座星系所在室女座超星系团不过是拉尼亚凯亚超星系团中的一部分而已,而拉尼亚凯亚超星系团正在前往“巨引源”的路上
直径5.2亿光年的拉尼亚凯亚超星系团里有10万个星系,天文学家在2亿光年外的矩尺座星系团中发现了一处巨大的引力异常,正是这种引力异常使得拉尼亚凯亚超星系团向其运动,
目前银河系朝巨引源的运动速度是600kms,预计需要1000亿年才能到达巨引源。
虽然天文学界对巨引源究竟是什么还没有一个定论,但现在已经有线索表明巨引源有可能是一个被银河系遮挡住的“正常的”超星系团。
2013年普朗克卫星测定的暗能量占比是68.3%,
这意味着我们的宇宙将在暗能量的支配继续加速膨胀
,这种膨胀还会撕裂大尺度上的天体系统结构,巨引源这种结构很可能在未来就会被撕裂进而不复存在。
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那我们就一级级来说。
仰望星空看到的所有繁星,没有一个是禁止的,每一个都在高速的狂飙。就拿我们地球来说,坐地日行八万里是真的在发生。地球自转周期24小时,赤道周长80200里,站在地球上不动就能日行八万里,地球自转的同时也在绕太阳公转。
太阳系位于银河系的一条旋臂之上,距离银河系中心大约2.6万光年,整个太阳系都在太阳的带领下以每秒250公里的速度绕着银心超大质量黑洞公转,大约2.5亿年绕银心一圈。
而整个银河系又从属于本星系群,在这个星系群中包含了50个左右的星系,包括我们的伴星系大小麦哲伦星系,以及在3040亿年后会和银河系碰撞融合的仙女座星系等等,本星系群占据了一块直径大约1000万光年的区域。本星系群中的星系都在绕着共同的质心旋转运动,并和仙女座星系不断的在接近,最后碰撞融合。
而继续往下深究,我们附近的星系包括银河系还都有一个共同的“目标”那就是宇宙深空中的巨引源,它距离我们大约1.5亿公里,而银河系正在以每秒钟600公里的速度向巨引源狂奔。
宇宙中天体的运动归根结底都是引力在起作用,而引力的存在是因为质量的存在。牛顿最先发现万有引力,认为月球可以挂在天上和苹果熟透了落在地上是相同性质的力。而爱因斯坦对于引力从更本质上来进行了解释,那就是时空弯曲的概念,因为质量存在引起时空发生弯曲,物体在弯曲的时空中运动表现出的就是引力。
银河系的中心有一个超大质量黑洞,质量大约是太阳的430万倍,但是它只能“约束”差不多20万光年直径的宇宙空间。而让整个银河系高速运动的巨引源,它的质量至少要在几万个银河系那么重。最符合身份的就应该是类似于银心一样的超大质量黑洞,从目前来看银河系属于拉尼亚凯亚超星系团中的一员,这个超星系团直径超过5亿光年,这个超星系团的中心就是被天文学家称为巨引源的地方,按照目前的速度已经宇宙的膨胀效应,银河系到达巨引源也要在一千多亿年之后了。
文科学黑洞,图片来源网络侵删。
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谢谢你的邀请。
只能说就连最发达的美国天文科学家都是经过30余年的观测计算,也只得出了银河系以每小时200万公里的速度狂飙,那么,下一步又飙向哪里?银河系里的2000多亿颗恒星会不会位移?围绕着恒星的行星又会有什么样的轨道变化?而这个旋涡状“铁饼”式直径长达10万光年的银河系,会不会在急速狂飙的过程中旋涡愈来愈深?如此下去会不会把我们的恒星太阳公公拉进旋涡里去?
是什么引力让银河系这样的狂飙,粗浅认为是银河系中心的旋涡引起了银河系的狂飙。
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科学家说银河系正在以每小时200万公里速度狂飙,是什么引力如此巨大?
♦我们都知道一句俗语:人外有人天外有天。月亮围绕地球转,地球围绕太阳转,太阳围绕银河系中心转;那么整个银河系又围绕什么转呢?
早在1986年,天文学家们发现在距离我们1.5~2.5亿光年宇宙深处,有一非常特殊又神秘的区域,它似乎正在用无比强大的引力,把包括银河系在内的上百万颗星系,拖向无底深渊,出现了奇怪的一幕,在该区域内的许多星系就像受到某种物质的吸引,它们就像着了魔一样的,朝着一个方向前进,然后相互碰撞,发出强烈的电磁波,天文学家借助射电望远镜才发现。让天文学家百思不得其解,只好暂时取名“巨引源”(The Great Attractor)。
最近天文学家们惊讶的发现,银河系似乎也受到了巨引源的影响,正在以每秒钟600公里的速度向着巨引源狂飙!
要知道我们与巨引源距离相隔数亿光年,这样的引力范围简直让人难以置信。银河系和附近的星系在浩瀚无垠的宇宙中,显得如此渺小,它们都会受到本超星系团中心的引力影响。
事实上,人类无法直接观测巨引源所处的这片天区,因为它处于银河系的隐匿带,对巨引源究竟是一种什么东西都不是那么清楚,而仅仅只是从理论层面上的一种认知。不过要提及巨引源,还得从上世纪70年代说起,天文学家在分析宇宙微波背景辐射时,发现银河系一侧的温度比另一侧的高一点,虽然它们的温差用数字表示为110000℃(万分之一度),但它说明银河系正处于高速运动中。
据计算银河系的本动速度高达600公里每秒,远远超过地球人类定义的第三宇宙速度的16.7公里每秒,同时也比银河系和仙女座星系110公里每秒的靠近速度。众所周知,银河系运转则是围绕比银河系更大的 结构本星系群,它的引力中心具有位于银河系和仙女座星系之间,该范围内的星系均会直接或间接的环绕引力中心区域运动。
比本星系群更大的结构是本超星系团,人们将其称为室女座超星系团。人类之所以称本超星系团为室女座超星系团,是因为本星系群中的另外几十个星系,乃至银河系, 皆环绕着室女做超星系团中心区域的引力进行运动。
银河系绕行一圈的时间究竟是多久呢?从引力的作用来看,本星系群指引着银河系环 绕本超星集团中心运动的现象遭循牛顿力学。根据测量人们得出:本超星系团的直径约为1.1亿光年,该星系团的总质量相当于15000000倍的太阳质量。
位于边缘地带的本星系群与超星系团引力中心区域的距离,大约为5500年万光年,它的质量约为太阳质量的亿20000倍。最后人类根据相关公式推算出本星系群的绕行速度 约为620公里每秒。依据圆周运动的规律,可以计算出本星系群绕行一圈的时间约为1671亿年,这就是银河系绕着室女座超星系团中心运行一圈的时间。如果说银河系是走向仙女座星系的话,那么银河系和仙女座同时也在奔向宇宙中的某一地方。
♣科学家们在拉尼亚凯亚超星系团旁边又发现一个超星系团,取名夏普利超星系团,距离地球6.5亿光年。目前这个星系团是科学界已知的最大的,具有引力结合的物体,其质量是银河系的10000倍以上,因此它对周围星系团产生的引力十分明显,这也是为巨引源提供巨大引力的来源。
不过人们不必担心巨引源会将银河系吞噬,因为宇宙中的任何物质都是相互相克的,包括科学家们推测的一种叫暗能量。
提及暗能量会产生暗能量黑洞,听起来让人细思极恐,不过暗能量黑洞是星系形成的基础,也是星团、星系形成的基础。物理黑洞由一颗或多颗天体坍缩形成,具有巨大的质量。它对比起暗能量黑洞来说体积非常小,它甚至可以缩小到一个奇点。所以说暗能量是宇宙处于不断加速膨胀状态的动力,有它从中作梗,巨引源虽然引力巨大,但它们两者之间相互作用,银河系绝对不会被巨引源吸引过去。即便是宇宙最终结果,可能会是分崩离析的大撕裂,完成它的终极命运。
知足常乐2021.11.2日晚于上海
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网友解答:
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浩瀚的宇宙无止无境,你莫说你通过威力强大的望远镜,即使你做上一个象地球一样大又威力无边的望远镜,你现在仍然没有破解人类生老病死的密码。包括美国这个号称全球世界第一的国家,一个连新冠疫情都控制不了的国家,竟然吹起探索银河系规律的牛逼,连月球上没上过都存在异见争议的美坚利合众国,竟然如此恬不知耻地大谈宇宙银河系,真特默里让人无语了。
我们办事和说话,从来都是讲究依据和凭证的,美国科学小组人员组成部分能否公开一下,其每小时200万公里的速度高速移动也仅仅是一种换算结论,听风就是雨式的结论只能证明多大范围,下的是小雨,中雨还是大雨,具体下了多大的雨,多少容积和多少重量的雨,相信没人具体计算过。
我不是怀疑银河移动论,银河到底移动不移动,不是人类可以观测到的。在浩瀚的宇宙面前,银河系有多大的面积都没有准确的答案,在地球上架设一架威力巨大的望远镜观测银河系,就和坐在深井里观测天象一样,真的是让人觉得不可思议。
一个脑瘫霍金,竟然被人为包装成预言家,开始预言人类的未来了。那此头脑发达,四肢健全的科学家,连地球的所有密码都没有完全解密,连人类生老病死的课题都尚在攻关阶段,仅仅听信美国科学小组的一面之词,就想对银河系妄加评议,我是真的真的无语了。
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“科学家说银河系正在以每小时200万公里速度狂飙,是什么引力如此巨大?”
目前的天文观测发现,银河系正在以大约每秒六百公里的速度奔向巨引源,
每秒六百公里换算下来也就是时速两百万公里左右,那么这个引力巨大的巨引源是什么呢?
巨引源
其实早在上世纪八十年代,天文学家就发现银河系与上亿光年范围内的天体结构都在朝半人马座方向的一个神秘引力源运动,但是由于银河系盘面的遮挡,天文学家对这个神秘的引力源的观测受到了很大的影响,从银河系与周围星系的运动情况可以分析出,
在距离我们1.5亿至2.5亿光年远,长蛇座与半人马座方向存在一个强大的引力源,
这个引力源是如此的强大,可以拖动几亿光年范围的天体都向其“坠落”,因此也被称为巨引源。
巨引源也是拉尼亚凯亚超星系团的中心。
来说说拉尼亚凯亚超星系团,拉尼亚凯亚超星系团是一种更为庞大的宇宙结构,我们的银河系以及相邻的仙女座星系、大小麦哲伦星系等五十多个星系组成了本星系群,而包含我们银河系所在的这个本星系群以及周围的多个星系群构成了更为庞大的室女座超星系团,而室女座超星系团仅仅只是拉尼亚凯亚超星系团的一部分,拉尼亚凯亚超星系团包含了十万多个银河系般的星系,整个超星系团的范围达到5.2亿光年,或许在拉尼亚凯亚超星系团上面还有更大的宇宙结构,但是由于观测技术的限制,这只是一种猜想。
巨引源为什么有如此大的引力
引力源自于质量,所以巨引源应该是一个“质量密集”区。
科学分析认为,要想拖动5.2亿光年范围的拉尼亚凯亚超星系团运转,巨引源的质量至少在银河系质量的两万倍以上,但是现有的观测结果发现,巨引源所在位置的矩尺座星系团是无法达到这个质量的。
科学家还假设了另外一种情况,造成银河系所在星系群运动的引力也可能来自于6.5亿光年外的夏普力超星系团,同样由于观测位置的影响,天文学家并不能确定这种假设。
结语
综上可知,天文观测发现,银河系正在以两百万公里的时速奔向一个巨大的引力源,又被称为巨引源,巨引源位于我们所处的拉尼亚凯亚超星系团的中心,我们知道引力源自于质量,因此巨引源理论上应该是一个“质量密集”区域,但是由于银河系盘面的遮挡原因,天文学家对巨引源的观测受到了很大的限制,因此巨引源的具体情况还不清楚。
感谢浏览,我是漫步的小豆子。
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我们都知道,月亮围绕地球转,地球围绕太阳转,而太阳围绕银河系转。
事实上,浩瀚宇宙正是这样,都在不停的旋转中。那么银河系围绕什么转呢?
本星系群,而本星系群又隶属与室女座超星系团,室女座超星系团又是拉尼亚凯亚超星系团的一部分。
而拉尼亚凯亚超星系团正前往“巨引源”的道路上。
何为“巨引源”?
简单讲,科学家在2亿光年外发现了一个巨大的引力异常现象,这种现象就是“巨引源”,正是这个“巨引源”拉拽着拉尼亚凯亚超星系团一路狂奔。
而银河系又是拉尼亚凯亚超星系团的一部分,所以银河系能够以每小时200万公里的速度狂奔。
目前“巨引源”到底是什么,并不定论,有科学家认为它可能是人类尚未发现的超星系团,也有人认为是暗物质在起作用。不过我们不用担心银河系会撞上“巨引源”,因为按照时间计算,银河系需要1000亿年才会撞上“巨引源”,如此漫长的时间,我们无需担忧。
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科学家说银河系正在以每小时200万公里速度狂飙,是什么引力如此巨大?
牛顿受到苹果掉落地面的启发发现了万有引力定律,为人们深入认识宇宙间所有物体相互运动规律提供了一个重要桥梁。爱因斯坦进而对万有引力的产生原因进行了剖析,认为是有质量的物体对周围时空产生了弯曲效应,从而推动其它物体沿着这个弯曲的空间以测地线的方式运行,从而提出了广义相对论,对进一步解释宇宙星体的发展演化和运行规律提供了更深层次的理论依据。后来科学家们又相继发现了暗能量和暗物质存在的线索,认为是在暗能量、暗物质和万有引力的驱使下,共同推动形成了目前宇宙星体相对稳定的运行状态。而对于一定空间尺度环境下,万有引力的作用效果,对于星系内部以及邻近的星系与星系之间仍然是处于绝对主导地位的。
科学家们对宇宙运行的规律认知,是在万有引力和广义相对论基础上,通过观测仪器的发展和观测技术的进步,逐步明晰起来的。人们通过对太阳系的形成演化模型出发,意识到宇宙中所有星体,在诞生过程中,由于不断继承所吸收星际物质的角动量,逐渐形成了围绕质心旋转的运行状态,地球等各大行星围绕着太阳运行,得益于太阳系形成初期所形成“太阳胚胎”周围星际物质旋转的角动量。
银河系各大旋臂中的众多恒星系,也围绕着银河系中心的大质量黑洞公转,这既有各恒星系形成过程中所具有的综合角动量作用结果,也得益于银河系中心恒星质量密集,在演化末期所形成的黑洞互相吞噬的结果,星系中心的黑洞所提供的巨大引力,维持着星系中这么多恒星系统“乖乖”地围绕着中心运行。我们所在的太阳系,以平均每秒250公里的速度,共同围绕着银心这个超大质量的黑洞公转,大约每2.5亿年完成一个公转周期。
如果我们将眼界再放宽一些,银河系隶属于本星系群,这里集合了差不多50多个银河系般的星系,这其中就包含着银河系的伴星系-大小麦哲伦星系以及40亿年后和银河系整合的仙女座星系,本星系群的空间尺度大约在1000万年,银河系等众多星系围绕着本星系群的中心进行着旋转。而本星系群又属于室女座超星系团的一部分,室女座超星系团的尺度可以达到10亿光年,包含着超过100个本星系这样的星系群,本星系群处在室女座超星系团的边缘,和其它星系群一起围绕着室女座超星系团的中心旋转。室女座超星系团再往上将是可观测宇宙,半径达到465亿光年,整个宇宙天体呈现出一种比较明显的层级结构,越往上所包含的星系数量就越多,其中心的质量就越大,天体围绕这个中心旋转的速度就越快,科学家形象地把宇宙的这种结构称为“宇宙纤维”。
在上世纪70年代末期,美国天文学家利用宇宙微波背景的偶极异向性,发现了银河系正在高速向着一个方向狂飙。在正常情况下,宇宙的微波背景辐射几乎是均匀分布的,共波动幅度一般不超过万分之几,如果要观测非常宏大尺度下星系间的运动,由于这种背景辐射的均匀性以及银河系中心众多天体的阻挡,同时再加上参照系选择的高难度因素,一般很难得到理想的观测结果。而美国天文学家斯穆特则跳过了这些影响因素,通过在U-2 侦察机上安装了一个辐射差值测量计,用以观测夹角60度的两个方向上宇宙微波背景辐射的差别,最终在仪器误差范围之内,测定出了宇宙微波背景辐射在两个方向散射面上的差别,继而得出了宇宙微波背景辐射的偶极异向性特征,从而推测出太阳系以及整个银河系在向着一个引力源的方向,以每秒大约600公里(加上了太阳系围绕银河系的相对运行)的速度行进,后来这个引力源中心被称为“巨引源”。
后来,科学家们通过更深入地监测分析,确定了这个“巨引源”的位置,其位于长蛇-半人马座方向的矩尺座星系团附近,距离银河系约为2.5亿光年,我们所处的银河系,包括本星系群和室女座星系团,都围绕着“巨引源”在高速地旋转着。而根据万有引力定律,能够支撑这么大尺度下的星系团运行的稳定性,这个引力源的质量应该非常巨大,参照银河系中心黑洞的形成,“引力源”有很大的可能依然是一个更大质量的黑洞,在漫长的演化过程中,这里异常致密的恒星系统,逐渐发生大规模地互相吞噬和黑洞合并现象,其剧烈程度和影响范围肯定要比银河系中心大很多个数量级。
至于银河系未来有没有可能被巨引源所吞噬,这一点大家可以放心。一方面,银河系向巨引源行进,与银河系未来和仙女座未来相撞的机制并不相同,后者是在引力的作用下发生的两个同一级别星系的互相吸引,而前者类似太阳系围绕银河系中心公转的模式,在一个完整的运转周期内,存在着相应的近中心点和远中心点,目前银河系正在向着与“巨引源”公转轨道的近中心点行进的过程中,待达到最近的距离以后将很有可能再次远离。
另一个方面,在较大的空间尺度上,宇宙膨胀效应就非常明显了,这个空间尺度科学家们一般确认为一个百万秒差距,即326万光年,而“巨引源”距离银河系2.5亿光年,远远超出了这个尺度,因此,按照哈勃定律,在宇宙膨胀的作用下,“巨引源”与银河系之间的空间,将以每秒4400公里的速度被“拉扯”开,这个速度相比于二者目前每秒600公里靠近的速度要大出很多,因此,从空间膨胀的角度来看,我们只能是距离“巨引源”越来越远。
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科学家说银河系正在以每小时200万公里速度狂飙,是什么引力如此巨大?
爱因斯坦本来可以成为第一个发现动态宇宙的人,1916年他推出广义相对论后,史瓦希第一个从广相的引力场方程中挖掘到了黑洞这个金矿,确定了史瓦西度规。1917年爱因斯坦将广相应用于整个宇宙,开创了相对论宇宙学,爱因斯坦发现广相中的宇宙是动态的,但当时普遍认为宇宙就是静态,不会膨胀和坍缩,因此爱因斯坦在广相的引力场方程中加了一个常数,也就是现在我们俗称宇宙常数!
后来弗里德曼和勒梅特都通过简化引力场方程的方式得到了动态宇宙的解,而哈勃的观测则证明了这点,此时宇宙膨胀说在逐渐开始在科学界流行开来,要说谁是第一个提出宇宙膨胀的,还非勒梅特莫属!但这和银河系运动有关系吗?当然有!
人类认识银河系的历程
我们已经无从确认银河系是什么时候发现的了,因为就像太阳月亮天狼星一样,抬头即可看到的天体。但真正认识银河系却要从赫歇尔开始说起,因为他试图用DIY制作的强大望远镜将每一颗恒星的位置都记录下来,然后汇总成一张星图,结果大家都猜不到,太阳位于星系中央,而整个银河系就像一张摊破了的印度飞饼!
太阳是位于中心的黄色斑点
赫歇尔后的天文学继续飞速发展,人类对太阳系的边界有了新的了解,对恒星的形成也有了新的理解,梅西耶也观测到大量的天体,被记录在了梅西耶天体列表中,尽管当时发现了大量的河外星系,但因没有先进的望远镜和可靠的测量方法,以至于根本不知道这些天体的距离有多远!
梅西耶天体列表
1914年天文学家哈洛·沙普利利用威尔逊山天文台的1.5米反射望远镜观测银河系中球状星团的分布,发现星团的分布基本上以人马座为中心的球形,因此他认为人马座方向就是银心,这符合观测,也符合现代对银心的定义!
南半球倒立的人马座
1918年沙普利经过4年的观测后认为太阳距离银河系中心约5万光年,后修正为3万光年。这个结论有些颠覆性,因为在沙普利之前,大家都认为太阳可能在银心附近。
1917年海尔组织在威尔逊山天文台安装了2.54米胡克望远镜,1924年哈勃用这个超级望远镜将一团光斑的仙女星系分解成了一颗颗恒星,哈勃在其中发现了一颗造父变星,使得他可以通过造父变星的变光周期亮度分布推测出仙女星系至少距离银河110万光年以上,第一个河外星系被发现。
1926年瑞典天文学家林德布拉德提出银河系由许多子系统组成,解释了银河系中恒星的速度分布,提出银河系自转中心在人马座方向。与沙普利的观点非常一致!
1928年奥尔特和瑞典天文学家林德布拉德建立了银河系较差自转的动力学理论。
1932年奥尔特提出了银河系中存在大量暗物质的观点。
1938年奥尔特用恒星统计法研究了太阳附近恒星的分布,发现了银河系旋臂结构
1958年-1959年,奥尔特等人又绘制出人类第一幅银河系的中性氢21厘米波分布图,证实了银河系的漩涡结构,还发现了正在膨胀的3千秒差距旋臂。
当然再往后还有银河系诞生等多理论,但我们讨论银河系运动已经足够,就不一一展开了!
银河系的运动
关于银河系的运动大家肯定被科普得不要不要了,因为银河系再过40亿年就要和仙女星系相撞了,两者相对速度高达110千米秒,因此从这一点来看银河系至少是朝着仙女星系运动的,或者说仙女星系朝着银河系运动!
但对于茫茫的宇宙没有任何参考系,银河系的运动无法被展现,1977年美国劳伦斯伯克莱国家实验室的乔治·斯穆特想到一个办法,利用微波背景那个辐射的偶极异向性来测量银河系的运动,测得速度约为400千米秒,加上太阳系绕银河系速度220千米秒,两者反向叠加(逆向测试)得600千米秒,移动方向指向长蛇座!
银河系为什么要冲向那里?有什么强大引力的天体吗?
1979年Chincarini和Rood发现长蛇—半人马座方向可能存在超星系团,后来沙雅和桑德奇分别发现本星系群都在朝着室女座超星系团方向运动,并且本星系团和室女座超星系团还朝着长蛇-半人马座方向运动。
1988年一个名为“七武士”的国际天文研究小组通过对邻近400个椭圆星系的天文观测发现,银河系以及邻近数百万个星系都以每秒600-1000千米的速度朝南天半人马座方向的一个未知引力源运动!艾伦·德莱斯勒将其取名为巨引源!
巨引源的位置
巨引源位于银经307度、银纬9度,距离银河系约2.5亿光年,规模达4亿光年,质量为太阳的10^16倍以上,它所在的区域刚好是银盘面尘埃带密集的方向,银盘尘埃带大约覆盖了20%的天区,可见光波段观测受到了极大的影响!
X射线天文学兴起后的观测发现,巨引源的中心在半人马座长城(Centaurus Wall)内,长城的交汇点附近是矩尺座星系团(Abell 3627),矩尺座星团的规模也是光学波段观测到要大得多!由于星系过于密集,相当一部分行星已经在相互吞并。
但巨引源到底是什么我们仍然不清楚!
银河系有一天会掉入巨引源吗?
尽管银河系距离巨引源高达2.5亿光年,但只要假以时日总有一天会掉入巨引源,但在银河系赶到以前,巨引源早已因宇宙膨胀而走得更远!因为在2.5亿光年的尺度上,巨引源的因为宇宙膨胀而退行速度高达4400千米秒,而银河系速度只有600千米秒,银河系永远都追不上!
数亿光年内的宇宙地图,所以大家不必担心银河系掉坑里!
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网友解答:
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无论是相对论还是量子力学都能表明,宇宙中的万物都会存在某种运动,地球以30公里秒的速度环绕太阳运动,太阳以230公里秒的速度环绕银河系中心运动。与此同时,银河系也在宇宙中高速运动。
至于银河系怎样在宇宙中运动,取决于参照系的选择。
银河系的运动
相对于仙女座星系而言,银河系目前正以110公里秒的速度在朝着仙女座星系运动。不过,银河系并不是径直朝着仙女座星系方向前进,而是以螺旋的方式在靠近。大约在40亿年后,两个星系会发生碰撞,最终将会融合成一个星系。
那么,在更大宇宙尺度上,银河系又是怎么运动的呢?
虽然宇宙中不存在绝对静止的参照系,但宇宙微波背景可以作为一种很好的静止参照系。因为宇宙中的每个角落都充满了宇宙最古老的光子,宇宙微波背景的分布极为均匀,温度波动仅有万分之四。
宇宙微波背景的偶极异向性
通过测量宇宙微波背景的偶极异向性,可以知道银河系在宇宙中的运动速度。观测结果表明,宇宙微波背景在狮子座方向上波动+3.5 mK,在宝瓶座方向上波动-3.5 mK。
在宇宙微波背景静止参照系中,处于平衡状态的光子在运动方向上发生了蓝移,而在相反方向上发生了红移,所以地球正朝着狮子座方向运动,远离宝瓶座方向,速度约为368公里秒。
再扣除掉地球在银河系中的运动,可以算出银河系在宇宙中的运动速度为627公里秒,相当于每小时225万公里。按照这个速度,银河系每年会行进200亿公里,每476年行进1光年。
银河系的前进方向靠近长蛇座的中心,如此快的本动速度意味着有股强大的力量在驱动银河系前进,这会是什么呢?
包含银河系的本星系群是本超星系团的一部分,本超星系团的质量中心位于5380万光年外的室女座星系团,这个巨大的质量中心会把整个本星系群吸引过去。不过,室女座星系团并非驱使银河系快速运动的真正原因,因为就连室女座星系团也在朝着长蛇座方向运动。
异常强大的引力中心:巨引源
天文学家测量了大量星系的位置和运动,最终发现了长蛇座方向存在一个引力异常强大的中心,它被称为巨引源,距离银河系大约1.5亿到2.5亿光年。据估计,巨引源的质量至少为太阳质量的3亿亿倍,为银河系质量的3万倍。
在巨引源强大引力的作用下,银河系以及其他几百万个星系都在朝着巨引源运动。按照最短的时间估算,银河系抵达巨引源所需的时间至少为700亿年。即便考虑到加速运动,所需的时间仍然要上百亿年。
无法抵达的终点
在如此漫长的时间里,宇宙膨胀会把银河系与巨引源之间的空间越拉越大,以至于银河系的本动速度追不上巨引源的退行速度,这意味着巨引源将会离银河系越来越远,最终根本无法到达。不仅是巨引源,就连本超星系团中的星系都会因为空间膨胀而四分五散,星系会各自在广袤的空间中独行。
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