研究表明:银河系正在高速自转,动力来自尚不了解的暗物质

我们的宇宙是一个运动的宇宙

研究表明:银河系正在高速自转,动力来自尚不了解的暗物质

除了微观层面永不停歇的量子涨落和电子云,宏观层面的星球和星系也都在运动,比如地球在自转的同时还在绕太阳公转,月球自转的同时还在扰地球公转。

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甚至连太阳本身也存在自转,只不过因为太阳属于等离子体,所以各个纬度的自转速度是不一样的,地球上的我们用眼睛是看不出来的,除了自转外,太阳还在带着太阳系全家扰银河系中心公转,因为哪里有一颗440万倍太阳质量的超级黑洞“人马座A*”。

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然而很少有人知道的是,太阳所在的直径18万光年的银河系,其实也和内部数千亿颗恒星也有,处于“自转并公转”的情况。

不过银河系的自转似乎并不简单

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因为银河系不同于地球或者太阳,它是一个包含了1000亿到4000亿颗恒星的大型天体系统,想让这样一个“硕大的盘子”转起来,靠最基本的角动量守恒肯定是不行的,真正让银河系这种天体系统自转的,是物理学家目前还不太了解的暗物质。

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现代宇宙学模样已经证明,在我们的宇宙中“重子物质”也就是我们能看见的物质,只占了宇宙质能总量的4.9%,剩下的占比26.8%的暗物质,和占比68.3%的暗能量才是宇宙的主流,所以我们也可以说:人类对宇宙的认知其实只有宇宙的20分之一。

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抛开暗能量先不谈,暗物质在天文学家眼里就是星系之间的粘合剂,因为它比普通物质多5倍的特性,意味着任何一个星系的周围甚至是内部,都一定存在五倍于星系质量的暗物质,所以银河系周围一定已经被暗物质包围了。

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这里需要注意的是,暗物质虽然无法被直接探测,但它也属于物质的一种,有质量也有引力,所以我们通过银河系本身的自转情况,就能大概描绘出暗物质的分布,而暗物质对银河系最大的影响,莫过于银河系边缘恒星的高速运动。

众所周知

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由于银河系中心超大质量黑洞的存在,越靠近银河系中心受到的引力拉扯就越强,越靠近银河系边缘受到的引力拉扯就越弱,所以银河系边缘的恒星是不能有太快的公转速度的,否则很容易就被甩出银河系称为流浪恒星了。

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然而实际观测中天文学家却发现:相当一部分的边缘恒星的公转速度,其实是超过银河系核心区域恒星的。

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这种现象无疑是非常反常的,因为按照明面上的银河系质量以及它的引力强度,按照边缘恒星这么快的公转速度来看,银河系内侧恒星的运动速度只会更快,但这样一来银河系其实早就应该在高速自转中解体了才对,根本轮不到太阳系诞生和人类文明诞生。

但如果考虑到暗物质,这种情况就能解释了

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因为暗物质的质量要比星系本身的质量多5倍,所以不论是银河系边缘恒星的高速运动,还是银河系本身的高速自转,都有暗物质在提供额外的引力,保证了恒星不会被甩出银河系,也保证了银河系不会在自转中解体。

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所以暗物质其实就是星系的粘合剂,它对维护星系稳定做出了很大的贡献,天文学界甚至认为37.5亿年后才发生的银河系与仙女座星系的碰撞,现在可能已经发生了,因为两个星系外围的暗物质一定会先于星系本体进行接触。

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作为两个直径都在数十万光年,但彼此相距仅254万光年的大星系,银河系与仙女座星系的暗物质现在可能正在交锋,等它们之间的引力较量完成后,两个加起来拥有上万亿颗恒星的星系才会发生实质性接触。

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遗憾的是

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虽然物理学家们早已确定了暗物质和暗能量的存在,但由于它们不发光不发热只存在引力的特性,科学界直到现在也没观测到真正的暗物质和暗能量。

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页面更新:2024-05-14

标签:暗物质   银河系   公转   星系   恒星   引力   宇宙   边缘   太阳   动力   质量

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