来源:hao123百家号 时间:2022-03-13 13:39:28
当我们抬头仰望这片浩瀚的星河,他们好像一动不动,但实际上它们都在剧烈的运动,所有的天体都在自转或者公转。其实不止天体,现代物理学理论认为,我们的宇宙中并不存在绝对的静止,变化与运动才是永恒的主题。
对我们人类来说,月球绕着地球公转的同时,也在进行着自转;地球绕着太阳公转的时候也在进行着自转;太阳则带着几个行星小弟与其他几千亿颗恒星一样,正绕着银河系中心公转。在银河系中心,有一个巨大的黑洞名为人马座A*,约为440万倍太阳质量。
不仅如此,对银河系而言,在人马座A*这颗大黑洞附近,还有很多小黑洞和大量古老的球状星团。科学家们将这个由超级黑洞,众多小黑洞和球状星团组成的引力聚合体,称为银河系的“质心”。 银河系内大约有2000亿颗恒星,它们几乎都围绕着这颗质心在做公转。我们的太阳系此时此刻正在以240千米/秒的速度绕着银心公转着,大约2.2亿年能够转一圈。
了解了这些,我们自然而然地就会产生一个疑问:银河系是否也绕着什么东西在做公转运动呢?
想要了解这个问题,我们先要搞清楚银河系的位置。银河系所在星系群叫作本星系群,这里大约有50个星系,其中仙女座是本星系群里质量最大的星系,我们的银河系排行老二。
比本星系群更大的是本超星系团,这个星系团的直径约为1.1亿光年,含有大约4.7万个星系。对于本超星系团而言, 其质量中心大约位于室女座,因此本超星系团也被叫作室女座超星系团。 因此,我们的银河系差不多是绕着室女座在运动。
进一步往宇宙外围去看,室女座超星系团是不是也绕着一个什么巨大质量的东西在运动呢?为了解开这个问题,天文学家经过长期大量的观测后发现,室女座超星系团正带着它内部的4.7万个星系,朝着长蛇座方向快速运动。以长蛇座为参考系,我们银河系的速度已经达到了约600千米/秒。
不仅如此,除了室女座超星系团,科学家们还发现了数百万个星系,它们也朝着长蛇座方向高速运动着。基于这些观测结果,科学家们推测:在长蛇座方向存在一个巨大的引力源,简称“巨引源”。
经过统计这些星系的数量、运动速度和状态后,科学家们计算出这个“巨引源”的质量大约为3.0~5.4X10^16倍的太阳质量。这个巨引源位于拉尼亚凯亚超星系团中心,距离我们银河系大约1.5亿光年。
在这个巨引源面前,人马座A*这个黑洞连一颗沙子都不是。哪怕是宇宙中已知的最大黑洞SDSS J073739.96+384413.2,虽然其它达到了1.04×10^11倍太阳质量,但是在巨引源面前也和蚂蚁没啥区别。
所以我们可以得到一个初步的结论:银河系绕着本星系群的质心运动,本星系群绕着室女座超星系团的质心运动,因此银河系也绕着室女座超星系团的质心运动着。由于室女座超星系团朝着拉尼亚凯亚超星系团中心的“巨引源”运动,所以银河系实际上也朝着这个“巨引源”运动着,且运动速度约为600千米/秒。
那么有人可能会问,速度这么快,那我们银河系乃至太阳系会不会撞上这个巨引源啊,很明显不会。研究结果显示,巨引源并不会一直存在。那为什么这么说呢?根据标准宇宙模型,我们的宇宙中普通物质的含量仅占5%,暗物质占25%,占比70%的暗能量正让我们的宇宙加速膨胀着。
而巨引源并不是一个客观存在的天体,它本质上是一个聚合体,因此随着宇宙的加速膨胀,巨引源内部的天体密度会越来越小,宇宙的膨胀将会把巨引源和打散,使其成为若干较小的引力源。
从整个宏观宇宙尺度来看,引力大约只能在1亿光年的尺度下生效,这也是导致银河系与仙女座会在约40亿年后发生碰撞的原因。对于规模超过1亿光年的的巨引源来说,在这个尺度上,暗能量产生斥力要远大于天体之间的万有引力,这就是巨引源不可能长期存在的原因。
在这里值得一提的是,宇宙加速膨胀这个理论在上世纪90年代才被发现,而暗能量却是和广义相对论同时期的产物,爱因斯坦当时偏爱稳恒态宇宙模型,因此他在广义相对论的场方程中引入了所谓的“宇宙常数”。
这个宇宙常数就是为了抵消万有引力在大尺度上对宇宙施加的影响。后来哈勃发现了宇宙正在膨胀的真相,爱因斯坦不得已就把宇宙常数给删除了。但是非常巧合的是,“在大尺度上抵消引力影响”的这一特征刚好和现在标准宇宙模型里的“暗能量”对应上了。这种世纪的科学呼应光是想想就让人兴奋。
当然,由于技术的限制,人们还没有真正发现暗能量的存在,但在现有的科学边界内,它确实是解释宇宙加速膨胀现象的有力工具。相信在未来的某一天,科学家们一定会找到暗能量真实存在的证据,虽然这个证据也意味着宇宙终会走向毁灭。
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