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地球繞太陽轉,太陽又在繞什麼轉?其實整個宇宙都像是「二人轉」
2024/02/01

太陽東邊出西邊落,月亮則既能東升西落,也能西升東落。

雖然經過天文學發展,現代人類知道是地球和月亮的運轉造成的上述現象。但實際上,被 認為永遠不動的太陽,其實也在一刻不停的做著運動

也就是說,月亮在自轉的同時繞著地球運動;地球在自轉的同時,還帶著月亮在繞著太陽運動;同樣,太陽帶領著各大行星小弟,也在進行著自 的運動。

只不過由于我們在地球上,對于整個太陽系的運動,我們感受不到罷了。那麼, 太陽又帶領著地球和其他行星,又在繞著什麼哪里做運動呢?

2.3億年的公轉周期

地球公轉一圈,我們感受到了四季更替和歲月流逝,對人類來說,這種年復一年的時間變化就相當漫長了。然而對太陽乃至整個太陽系來說,地球和其他行星繞行太陽的這點時間,實在是微不足道。

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每當晴朗的夜空,我們能看到天空那道長長的銀河,那就是我們整個太陽系所在的區域——銀河系。在地球上看到的銀河,是它區域的一部分。

雖然我們看不到銀河系的全貌,但是從三維空間的尺度去想象,銀河系就好比一個巨大的圓盤,而太陽系也正在以自己固定的時速,繞著銀河系做公轉運動。

整個運轉的過程,和地球繞行太陽運轉的過程一樣,只不過太陽系繞行的銀河系,其中心區域不是像太陽這樣的球體,銀河系的中心區域,是一個質量無窮大的黑洞。

這個黑洞,對整個銀河系內的恒星系統有吸引力,所有的恒星系統,也都在圍繞銀河系的中心區域做公轉。

地球轉太陽一圈大概需要365天,太陽系繞行銀河系一圈需要多久呢?換算成地球上的時間, 大約需要2.2億年到2.3億年左右。

從速度來看, 太陽帶領我們每秒鐘能奔跑230公里,這相當于每小時跑了80萬公里。從我們的角度去看,這速度已經相當快了。可惜宇宙的尺度太大,地球到銀河系中心區域的距離就達到了2.8萬光年,而銀河系的直徑則超過了10萬光年。

當然,這些時間尺度是以地球為中心來制定的,如果處在銀河系的不同地區,其時間的計算尺度和標準肯定也是不同的。

也因此,我們所理解的銀河系,以及和銀河系之間的距離,都是相對地球而言的。

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假設銀河系內相對靠近中心區域的星球上也有高等生命,由于天體運行的軌道和時間存在差異,他們的計時系統肯定又跟我們存在很大的差異。

那麼問題來了,太陽系在繞著銀河系公轉,整個銀河系又在干嘛呢?

銀河系也在轉

由小到大不同子集的聚合,不同子集里的天體都在轉,而相對更大子集的銀河系,同樣也在轉。不得不說,整個宇宙都好像在跳「二人轉」。

旋轉,就構成了整個宇宙的基本模樣。那麼,龐大的銀河系,又在進行著怎樣的運動呢?

銀河系內不同的恒星系統,都分布在各自固定的區域,其運動的時速也是相對固定的。所以有多少恒星系統,就有多少恒星系統在瘋狂的轉動。

其實稍稍思考就會發現 ,銀河系內的恒星系統共同構成了一個整體,它們都在勻速的轉動,也就相當于銀河系整體也在進行自轉。

銀河系的自轉時速,可以達到每秒270公里,其旋轉一圈的時間大約在2億年左右。這一運轉的速度,跟太陽系繞行銀河系的公轉速度類似。

從這一點就能看出,每個像太陽系這樣的恒星系統,就好比銀河系龐大軀體身上的分子結構。它們數以千億計的聚合在一起,又共同構筑起了銀河系這樣一個結構。

其實除了自轉,龐大的銀河系,又攜帶著自己的一眾小弟,也在宇宙中進行著某種公轉。同樣在銀河系的四周, 還散落著一些衛星星系,它們又在繞著銀河系做公轉。

也就是說,如果把銀河系看作是地球的話,那些衛星星系就好比是銀河系的月亮。

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只不過這些繞行銀河系的衛星星系,并不是單個的天體,而是像銀河系這樣的星系系統。

區別在于,它們整體的質量相對于銀河系較小,所以才會環繞銀河系做運動。

具體的衛星星系有哪些?有比較為人熟知的大麥哲倫星云和小麥哲倫星云,相對于其他衛星星系,這是銀河系中亮度最高的衛星星系了。

而通過天文學家的長期觀測和計算, 銀河系的衛星星系數量應該有很多,測算出來的數據至少有幾百個。但截止到目前,已知的衛星星系有40多個。

天文學家認為,其他的衛星星系之所以看不見,可能是由于它們的亮度相對較低,所以不太容易被發現。而在2016年,天文學家又發現了一個新的衛星星系。

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這一系統距離銀河系又40億光年,它在繞著銀河系做旋轉運動,天文學家將其命名為Crater 2。根據此前的計算,它的直徑只有7000光年,相比于銀河系確實比較小。

但是,從銀河系公轉的角度去看,和更大質量的超星系群甚至超星系團比起來,銀河系的體積和質量也立刻變成了「小弟弟」。

也因此, 銀河系如果在進行公轉的話,應該也是繞著質量更大的星系系統在運動。而從更大星系的角度去看,銀河系就又成為了自己次一級的星系系統。

所以,從小的衛星開始,到行星、恒星、星系、星系群、星系團這樣由大到小排列,小一級的天體系統,都在繞行大一級的天體系統做運動。

很多人不禁就要問,為什麼所有的天體都在運動和旋轉呢?

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旋轉是宇宙的規律

宇宙內物質的運動屬于基本規律,形象一點說,打娘胎里出生就被烙上了旋轉的印記。

其實以人的可視范圍為坐標,眼睛能看到的月亮、太陽這些天體在轉動。肉眼看不見的小分子結構,微觀世界里的分子和原子等結構也在轉動。

由小到大,由少聚成多,各種物質都在轉動。其轉動的力,也就是由引力、電磁力、強力和弱力來維持的。

人的特性是從娘胎里帶出來的,宇宙的運動,是從第一次大爆炸形成的。目前,大爆炸理論是天文學領域的主流假說,按照這一觀點,宇宙自從138億年前爆炸之后,目前依舊處在爆炸產生的余波范圍,即整個宇宙還在繼續膨脹。

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由第一推動力產生的作用,此后天體的一系列運動的力的來源,都建立在這個基礎上。

恒星構成了宇宙的大部分,它們占宇宙可觀測物質的90%左右。而像地球這樣的行星,包括一些質量更小的衛星或者是小行星,只能算是恒星的附屬物。

數據顯示,整個太陽系內, 太陽的質量占整個系統的99.86%,其他行星和無數個更小的天體 ,加起來的質量規模只有0.14%。地球和太陽的質量比起來,占比只有0.0003%。

恒星是怎麼孕育形成的,是在宇宙大爆炸后,大量的星云以及塵埃不斷凝聚而成。形象一點去理解,多數的物質構成了像太陽這樣的恒星,剩下的邊角料才會聚合形成行星這些天體。在這個過程中,因為角動量守恒的存在,圍繞恒星的旋轉就會成為一個基本的規律。

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比如太陽剛形成的時候,比較重的物質會形成類似地球這樣的固態行星,并且距離太陽相對較近。像水星、金星、地球和火星,都是固態行星,且因為重量比較大而距離太陽近。

相對來說,木星、土星、天王星和海王星,都屬于密度比較小的氣態行星。它們由于質量比較輕,所以在太陽風的不斷作用下,就被「吹」到了更遠一點的軌道上。

但不管是遠還是近,行星形成的過程中,繼承和保留了角動量的能量,接下來它的旋轉就是建立在這個基礎上的。地球是如此,太陽系內的其他行星是如此,別的星系里的行星也是如此。

至于要去探尋背后的原因,以人類目前的知識和技能, 只能理解這一切是宇宙法則,是無法被別的因素打破的,因為這就是宇宙規律。

地球繞著太陽轉,太陽是單一恒星。

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而在宇宙中,還有雙恒星甚至三恒星并存的區域。

雙星運轉的天體

有天文學家發現,在距離地球1300光年外的區域,有兩顆恒星在一起運轉。大的恒星比太陽要大,小的又比太陽的質量小。

在兩顆恒星的周圍,也發現了行星的存在。天文學家觀測發現,那是一顆氣態行星,質量是地球的65倍,行星繞著兩顆恒星在運轉,公轉一圈的時間,大約是地球上的215天。

雙恒星系統在天文學內被成為聯星,從2011年至今,天文學家已經發現了12個聯星系統,而且它們都擁有繞行的行星。

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而且有意思的是,從目前觀測到的恒星來看,像太陽這樣單顆恒星才是少數,很多恒星都是成雙成對甚至三顆環繞在一起的。

這是不是意味著,神話中后羿射日以及天上有九個太陽的傳說,在宇宙中也是有現實根據的。

結語

從近到遠,從小到大,所有的天體都在旋轉運動。于是乎人們就又在想,囊括了一切天體的宇宙,是不是也在旋轉呢?

人類目前所能觀測到的宇宙,僅僅屬于可觀測宇宙范圍,就是說宇宙的整體究竟有多大,宇宙的邊界在哪里,都還是未知數。

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所以,在無法確定宇宙整體的情況下,試圖跳出宇宙本身去理解宇宙是怎麼運動和存在的,本身還有很多的技術和理解障礙。甚至于有些東西,可能已經超出了我們的認知范疇。 人類目前唯一知道的就是,在宇宙范圍之內的既定規則。


參考資料:

《整個宇宙都在轉,天文學家又發現一個繞銀河系旋轉的矮星系》 界面新聞 2016年4月19日
《天文學家新發現一顆繞雙恒星運轉的行星》 新華網 2023年6月15日

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