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太陽系公轉速度是多少?正以更快的速度沖入「銀心」,墜入黑洞
2023/04/11

地球繞太陽旋轉,那麼太陽繞誰旋轉呢?

日心說和地心說

哥白尼的《日心說》的確具有跨時代的意義,可是他也存在一定的錯誤,就是認為太陽是宇宙的中心

經過后世天文學家們的觀測,一個驚人的事實擺在大家的面前,太陽是會公轉的。

太陽被認為是太陽系絕對的主宰,但是放到宇宙,太陽系只不過是個普通的星系。

太陽系

就像一個大學里的某某系,地球是里面的學生,太陽是系主任,然而系主任上面還有院長,院長上面還有校長,大學里不止這一個系,更何況大學還有很多……宇宙也是一樣的道理,太陽系之上是銀河系, 銀河系之上是總星系……

太陽系也在圍繞著自己所在的銀河系進行旋轉。

那麼問題來了:太陽系的公轉速度是多少?

圍繞著太陽旋轉

是什麼在驅動公轉?

為何會墜入黑洞

太陽的未來將何去何從?

太陽系公轉速度被推翻,正以更快的速度沖入銀心,多久會墜入黑洞呢?

黑洞動態圖

太陽系公轉的速度是多少?

太陽系會公轉已經不算什麼秘密了,只不過大家還是不太了解它公轉的一些數值

我們的太陽系位于所在 銀河系的一條旋臂上,圍繞銀河中心運轉。

由于銀河系太過于龐大,因此天文學家只能通過計算得到太陽系公轉的速度與周期。

太陽系圍繞銀心旋轉的速度為每秒220公里,圍繞一周的時間需要大約2.5億年

銀河系的旋臂

整個太陽系的歷史大約46億年,也就是說,太陽自誕生起,圍繞銀河運轉了大約18圈。

為什麼太陽在高速運動,我們卻絲毫沒有感覺呢?

何止是太陽系公轉沒有感覺,人類連地球的自轉都感受不到。

這就得提到參考系了,我們人類處于地球上,屬于地球的一部分,和山川河流等沒有什麼本質區別,找地球上的任何物體做參照物,我們都無法看到地球本身。

地球公轉示意圖

可是當人類乘坐人造衛星到達太空后,再看地球,就能發現地球的自轉。

這是因為人造衛星已經脫離了地球參考系,可以從第三視角觀察地球。

如果在圍繞地球旋轉的過程中,人造衛星的速度與地球自轉一致,就會出現潮汐鎖定,衛星與地球之間是相對靜止的

人類目前無法從第三視角來觀測整個太陽系,更無法做到以第三人稱視角觀看銀河,所以我們感受不到太陽的公轉。

地球潮汐示意圖

但是,我們也知道,一個東西不會無緣無故地運動。

我們的地球公轉是因為受到了太陽的引力,那麼太陽系的公轉是受到了什麼樣的引力呢?

是什麼在驅動公轉?

關于太陽系的公轉,天文學家們認為,銀河的中心有一本質量巨大的天體, 它在驅動整個銀河系的旋轉

當時的人們認為,銀河的中心有一個質量非常大的恒星,它的質量比太陽大很多。

銀心全貌

然而,隨著人們對恒星的認識越來越多,天文學家逐漸發現,恒星的質量越大,壽命反而越小,我們的太陽壽命在大約100億年,如果一個恒星的質量是太陽的100倍以上,它的壽命只有大約幾千萬年。

這個時候,有一種天體假設體被天文學家提出,那就是黑洞

黑洞的名字靈感來源自熱學上的黑體,表明它什麼物質都會吸收,就連光也無法穿過黑洞,因為黑洞的引力十分巨大,光速也無法逃逸。

藝術家對星系中心超大質量黑洞的想象圖

既然沒有光從黑洞中逃出來,我們如何觀測到黑洞呢?

經過長達幾十年的不懈努力,天文學家們逐漸印證了黑洞的存在,并于2015年拍下了黑洞的第一張照片

黑洞從理論存在變為了真實存在。

當初天文學家假設銀河系中心那個天體,很有可能就是黑洞,它巨大的引力,驅動著整個銀河系的天體參與公轉

黑洞附近的結構示意圖

那麼黑洞是怎麼來的呢?

黑洞的前身和我們的太陽一樣,都是恒星,不過,它是超大質量的恒星

在將自己燃燒殆盡后,內部從氫核聚變轉化為氦核聚變,導致出現坍塌

但是它的外部卻開始膨脹,成為超紅巨星

直到這膨脹力與坍塌力無法保持平衡,星體發生超新星爆炸,將外表的物質全部甩出去,成為了 星云,而內核則被留下。

恒星的演化

這個時候的內核質量非常大,可是體積卻非常小,巨大的密度使其有巨大的引力,一旦靠近就是被吞噬的命運

按照這樣的理論,銀心的黑洞自誕生起就在不斷吞噬它周圍的天體。

既然黑洞的目的是吞噬天體,我們的太陽系是在圍繞銀星黑洞在運行,這是不是說明,其實我們的公轉不是公轉,只是在墜入黑洞前的旋轉?

黑洞模擬圖

很不幸,天文學家們發現,太陽系正在加速沖向銀心!

為何會墜入黑洞?

天文學家們通過計算發現,太陽公轉的速度遠比之前得到的220公里/秒大,而且路徑不是圍繞銀心做公轉,而是在沖入銀心,墜入黑洞。

太陽系處在銀河系的獵戶臂上

太陽系為何會墜入黑洞呢?

太陽系距離銀河的中心有大約2.7萬光年,這麼遠的距離,就算黑洞想要吞噬太陽系,也是鞭長莫及

為什麼太陽系無法保證普通的公轉模式呢?

我們所認為的公轉是參考的太陽系公轉,運用的是萬有引力

拉小提琴的愛因斯坦

隨著天文物理的不斷發展, 愛因斯坦在大約100年前提出了一種理論,萬有引力不單是質量引起的,它是物體質量引起的時空彎曲。

也就是說,銀河中心的黑洞由于質量太大,將自己所在的時空壓出了一個凹陷。

隨著黑洞吞噬的物質變多,它的質量越來越大,時空彎曲也越來大。

黑洞模擬圖

這就好比一個人站在坑的旁邊,突然有一天這個坑變大了,但是人的位置沒有變,結果就是人會掉進坑里,并且朝著坑中間滑落下去。

太陽系就是那個站在坑邊的人,而銀星黑洞的時空彎曲就是那個不斷變大的坑。

在這樣的時空彎曲下,太陽系會越來越靠近銀河的中心,并且在這個過程中逐漸增大。

旋轉的太陽

天文學家發現,太陽系每公轉一圈,它與銀心的距離就會縮短2000光年,按照這樣的速度下去,墜入銀心黑洞,還需要13.5萬圈運轉,如果我們仍然以2.5億年為公轉周期,太陽系墜入銀心的時間,大約是33萬億年。

事實上,隨著越來越靠近銀星,太陽系公轉的周期只會越來越短,墜入黑洞的時間小于這個計算值。

我們的太陽系已經踏上墜落的宿命,那麼它會有怎樣的未來呢?

右側有一個超大質量黑洞

我們的太陽系有著怎樣的未來?

雖然墜入銀星黑洞聽起來十分可怕,但是對于太陽系來說,起碼還需要上萬億年的時間,而太陽系本身是有壽命的。

前面說到了,黑洞和太陽的前身都是恒星,太陽的體積和質量只能算比較小的恒星,因此不會發生 超新星大爆炸,只會先膨脹再坍塌,內核變為白矮星。

膨脹的時候,太陽極有可能將水星、金星、地球和火星吞掉,在最后坍塌的時候會將剩余的行星拋棄掉。

白矮星(藝術想象圖)

也就是說,最后墜入黑洞的已經不是太陽,而是太陽的墓碑——白矮星

如果人類這個時候還存在,可能已經進入了更高級的文明,我們會在太陽熄滅前,就離開太陽系,前往另一個更適合生存在恒星系,去往另一顆「地球」。

太陽結構

那麼這個時候,再壯烈的墜落已經和我們沒有關系,可能以那時人類的科技,可以看到這場墜落,畢竟是我們曾經的恒星,送別一場也是情理之中。

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