银河系中心黑洞对太阳的影响:太阳系正向银河系中心黑洞坠落
银河系中心黑洞对太阳的影响:太阳系正向银河系中心黑洞坠落据科学家们推测,宇宙中大部分的星系中心都存在着一个巨大的黑洞,形成原因就是这里的恒星不但个头大,而且非常密集,质量越大的恒星寿命越短,最后在生命末期会发生剧烈坍缩形成黑洞。当星系中心黑洞数量越来越多时,不可避免地发生黑洞与黑洞的合并现象,从而推动黑洞质量越来越大。后来,随着科学家对银河系结构认知的不断深入,发现现有银河系所有恒星的总质量,特别是中心区域密集区的恒星总质量,产生的万有引力,并不能完全束缚住银河系这么庞大的“军团”,于是将目光对准银河系的中心,最终证实了银心其实是一个“硕大无比”的黑洞,被命名为人马座A*,半径大约为2400万公里,质量是太阳的430万倍。另外一种解释是广义相对论。按照广义相对论,宇宙中任何有质量的物体,都会对周围的时空产生压缩,从而形成时空弯曲,质量越大,时空弯曲地越厉害。那么,这个物体周围的物体,就会在压缩的时空中,向着引力源中心坠落。只不过在一定距离和物体
在我们传统的认知中,地球和其他太阳系行星一起围绕着太阳公转,而太阳则携带着这些“小老弟”一起在银河系中“狂奔”,围绕着银河系中心作周期性的公转。就这样,周而复始,带来了地球春夏秋冬的四季变化,同时也让太阳系每2.5亿年围绕银心的过程中,穿越不一样的星际空间。
然而,近期,有国外科学家通过研究发现,太阳系围绕银河系中心公转的速度,其实要比我们预想地快很多,而且最让人惊诧的是,太阳系围绕银心公转,其轨道并非是固定不变的,而是在朝着银河心中心不断靠近,相当于太阳带领着太阳系内的各个天体,在不断向银心坠落。这是怎么回事呢?
天体公转的两种解释大家知道,在宇宙中,所有的天体,基本上都在做着两类“旋转”,一种是自转,另一种是公转。关于自转的原因,追溯起来最主要的还是在形成之初,所吸聚各种物质时,继承了原来物质的角动量,按照角动量守恒,最后所形成的天体,都会以一定周期性围绕着自转轴自转,无论是恒星、行星、卫星,还是中子星、黑洞,都无一例外。
另外一种旋转模式是公转。即一个天体围绕着引力中心呈现周期性的旋转。而关于天体公转的原因,可以从两个方面进行解释。一种是万有引力。引力源与围绕着它旋转的天体之间,时刻都发生着万有引力作用,而当天体运行的切向线速度,产生了旋转的向力心,当两者之间的万有引力,充当了旋转的向心力之后,那么天体旋转就会保持平衡状态,稳定的公转关系就形成了。
另外一种解释是广义相对论。按照广义相对论,宇宙中任何有质量的物体,都会对周围的时空产生压缩,从而形成时空弯曲,质量越大,时空弯曲地越厉害。那么,这个物体周围的物体,就会在压缩的时空中,向着引力源中心坠落。只不过在一定距离和物体运行速度的情况下,物体向引力源中心坠落的路径,是沿着测地线这个“最短”的路线挺进的。也就是说,虽然一直在坠落,但从外界来看,呈现的是围绕着引力源中心运行的状态。
银河系的范围很大,直径达15-20万光年,其中包含着1000-4000亿个恒星系统,我们所在的太阳系,处在距离银心2.6万光年的猎户支臂上。
由于银河系规模太大,所以就不能用传统的方法对太阳系公转速度和周期进行测量,为了解决这一问题,科学家们通过人造卫星对其他恒星与地球的距离进行测量,然后通过恒星随着时间推移而发生的亮度、位置等特征的变化特征,从而确定了太阳系围绕银心的公转速度,即230公里每秒左右,继而推测出太阳系大约每2.5亿年围绕银河系中心公转一圈。这就是我们传统认知中关于太阳系公转的基本参数。
后来,随着科学家对银河系结构认知的不断深入,发现现有银河系所有恒星的总质量,特别是中心区域密集区的恒星总质量,产生的万有引力,并不能完全束缚住银河系这么庞大的“军团”,于是将目光对准银河系的中心,最终证实了银心其实是一个“硕大无比”的黑洞,被命名为人马座A*,半径大约为2400万公里,质量是太阳的430万倍。
据科学家们推测,宇宙中大部分的星系中心都存在着一个巨大的黑洞,形成原因就是这里的恒星不但个头大,而且非常密集,质量越大的恒星寿命越短,最后在生命末期会发生剧烈坍缩形成黑洞。当星系中心黑洞数量越来越多时,不可避免地发生黑洞与黑洞的合并现象,从而推动黑洞质量越来越大。
通过长期的观测和计算机模拟,科学家发现,银河系中心的黑洞目前仍然处于快速“增长期”,靠近银河系中心的许多恒星,仍然在持续发生着向黑洞演化,然后被人马座A*巨型黑洞吞噬的情况。而且人马座A*巨型黑洞还时刻吞噬着周围的大质量恒星,进一步壮大着自己的力量。
根据万有引力公式,当一方质量增大时,在距离不变的情况下,那么对另一方的万有引力作用也会增大。所以理论上,太阳系受到银心万有引力的作用,是不断向着增大的方向发展的,按照这个模式推测下去,那么太阳系的公转速度会变得越来越快,公转周期会越来越短,与银河系中心的距离会越来越小。
当然,这个推测也得到了科学家们的证实。2012年发射的盖亚卫星,通过数年的持续性观测,确定了太阳系围绕银河系的公转周期,要比以往认为的230公里/秒要高出5%-10%,而且每绕银河系转动一圈,与银河系中心黑洞的距离就会缩短2000光年。
有兴趣的朋友可以算一下,按照这个速度,太阳系大约再围绕银河系中心转13万圈左右,就将彻底坠落银河系中心黑洞,即所需的时间大约在32万亿年。当然,这只是个按照线性规律计算出来的数,如果考虑到太阳系公转速度越来越快,那么公转周期肯定会越来越短,实际坠落时间可能要远小于这个数值。
即使我们把这个时间调整到10万亿年,那么相比于太阳系本身的寿命(还有40多亿年)来说,仍然是相当漫长的。从某种意义上来说,银河系的演化周期,已经大大超出了太阳系的“轮回”,太阳系包括地球看似悠久的历史,只能是银河系发展演化过程中的一点“烟火”而已。