你知道吗,我们的太阳也是会公转的! 在八大行星围绕太阳运转的时候,太阳带着整个太阳系围绕着银河中心 转动。 那么银河中心到底有什么,才能驱动太阳这样的恒星公转呢?天文学家能想到的超大质量的天体,就是黑洞。 于是假设银河中心有一个黑洞 ,在它的引力作用下,太阳系围绕其运转。 黑洞吞噬天体 2022年,耗时5年之久的银心黑洞拍摄终于迎来了结果,人类历史上的第二张黑洞照片公布,它也是本银河系的中心人马座A*。 那么人马座A*黑洞是如何形成的? 我们的太阳系围绕它运转的速度是多少? 天体不会被黑洞吞噬吗? 银河的未来是什么? 太阳系公转速度被推翻,正以更快 速度冲入银心,何时会坠入黑洞? 人们想象的黑洞内部黑洞的由来 人类认识到黑洞,要归功于爱因斯坦,这位历史上最伟大的物理学家。 1915年,已经在狭义相对论上取得成就的爱因斯坦又取得了划时代的成就——爱因斯坦场方程 。 第二年,卡尔·史瓦西根据这个方程推算,得到了一种奇怪的天体,它的半径小于一个定值,称为"史瓦西半径"。 这个天体的引力强大到连光都无法逃逸,后来的天文学家将其命名为"黑洞"。 年轻时候的爱因斯坦 由于整个20世纪从来没有观测到黑洞,人们对于这个神秘的天体过于沉迷,以至于只是理论存在的情况下,就提前在科幻电影里面设计了很多黑洞的假想体。 2019年4月10日,人类历史上第一张黑洞照片M87问世,距离地球大约5500万光年远。 而在2022年5月12日,本银河系所拥有的银心黑洞人马座A *照片面世,人们终于知道,我们的太阳系到底在围绕什么天体公转了。 那么黑洞到底是怎么产生的呢? 第一张黑洞照片M87 目前天文界比较认同的黑洞假说是恒星演化。 光我们所在的银河系就有超过4000亿颗恒星 ,它们的质量差距非常大。 恒星演变的终点与它们的质量密切相关,这决定着它们最后变成白矮星、中子星还是黑洞。 一般来说,质量越大的恒星演变为黑洞的概率会越大 ,而质量越小的恒星更偏向于演变为白矮星。 太阳是一颗恒星 大质量恒星在燃烧完自己含有的氢原子后,就会开始进入下一旅程,膨胀成为一颗超红巨星,最后发生超新星大爆炸,留下一颗密度超大的内核。 内核要么成为中子星,要么成为黑洞。天文学家猜测,银河系的银心黑洞曾经是一颗巨大的恒星。 银心黑洞人马座A*距离太阳系大约26000光年 ,质量在400万个太阳以上。 中子星吞噬别的天体太阳的公转 我们所在的银河系是一个棒旋星系,太阳在其中的一条旋臂上,围绕银心黑洞运动。 太阳系公转的速度为大约每秒220公里,周期是2.5亿年。 根据太阳系的年龄46亿岁,它围绕银心黑洞人马座A*运行了大约18圈。 但是这个数据正在越来越大,天文学家们发现,太阳系围绕银心黑洞的速度,正在变快,而它和黑洞的距离也在越来越近,这是怎么回事? 宇宙中的棒旋星系银河 根据牛顿的万有引力定律,引力是因为质量产生的,所以太阳和银心黑洞之间的距离是不会改变的。 但是爱因斯坦则认为,引力的产生并不全是因为质量。 每一个天体在自己所在的空间都会有一个凹陷,质量越大空间弯曲就会越大 ,而引力是空间弯曲产生的。 人马座A* 的质量是400多万个太阳,它产生的空间弯曲非常大,所有围绕它旋转的天体,就像旋涡周边的树叶,旋转的同时,会靠近旋涡中心,我们的太阳系就是那些树叶之一。 引力场的描述 因此按照爱因斯坦的引力场理论,太阳系是在靠近银心黑洞的,并且速度越来越快。 然而,靠近黑洞对于天体来说不是什么好事情。 都知道黑洞是一个什么都吞得"大胃王",如果太阳进入了银心黑洞人马座A*的吞噬范围,就会被卷入黑洞,里面强大的引力会将太阳系撕碎,全部变为最初的粒子。 那么我们的太阳系还有多长的时间坠入黑洞呢? 根据计算,太阳系每公转1圈 ,就会靠近银心黑洞人马座A*大约2000光年。 黑洞吞噬的瞬间 太阳系与人马座A*之间的距离约为26000光年,坠入银心黑洞需要太阳系再转13圈,按照2.5亿年的周期来计算,太阳系还有32.5亿年的时间。 这只是理论上的速度,实际上太阳系的公转速度在变快,周期在缩短,实际的坠入时间会比32.5亿年还要短。 可是,宇宙不是在膨胀的吗? 会不会由于宇宙膨胀速度过快,超过了太阳坠入黑洞的速度。最后有可能变成太阳朝着黑洞下坠,反而距离黑洞越来越远。 宇宙膨胀过程宇宙膨胀 天文学家认为,宇宙起源于一场爆炸 ,在这场爆炸之前,没有时间、没有空间,一切都是一个点,一个只有质量没有体积的奇点。 当奇点爆炸的那一刻,宇宙诞生了,从它开始,宇宙有了时间、空间、第一个原子 。 爆炸产生的能量将宇宙不断扩大,就像一个充气的皮球,膨胀速度甚至超过了光速。 这也能解释,为何宇宙的年龄在大约140亿岁,可是它的直径达到了920亿光年。 如果宇宙今天还在以这样的速度膨胀,那么太阳将永远无法坠入银心黑洞人马座A*,并且还会离它越来越远。这样来看,太阳系是安全的。 宇宙大爆炸 理论上讲,所有天体之间都是在远离的,这就好比皮球上的两个点,随着皮球被充气,会越隔越远。 如果有一只蚂蚁想从一个点到另一个点,那么无论它怎样爬,都无法到达自己的目的地,除非它行进的速度赶上了吹皮球的速度。 这样看下来,人类如果想要前往其他星球,只是凭借飞船飞行,即便超越光速也无法到达,因为无法保证飞行速度超过了宇宙膨胀的速度。 宇宙依旧在膨胀 综上所述,太阳系的公转速度在变快,冲向银心,但是它不会坠入黑洞。 可是,银河系真的就只有这一个黑洞吗?其他黑洞 前面提到了恒星的演化路径,大质量的恒星有机会最后变为黑洞。 银河系有超过4000亿颗恒星,这其中质量在太阳8倍以上的有很多,它们都有可能演变为黑洞。 太阳在银河系的位置 如果一个距离太阳比较近的大质量恒星完成了自己的寿命,走到了尽头,演变成了一个黑洞。 那么太阳的公转路径很有受到改变,甚至偏离自己原本的轨道,最后围绕新黑洞运行。 因为银心黑洞人马座A*的质量只有400万个太阳,但本银河系的质量是太阳的2万亿倍。 银心黑洞的质量不足整个银河系的0.0005% ,它的影响范围或许没有我们想象的大。 银河系一角 要知道,太阳系的所有天体围绕太阳运转,那是因为太阳的质量占据了太阳系99%以上,其他天体的质量加起来只是一个毛边。 如果银心黑洞人马座A*要让所有天体都围绕它转,它的质量起码要占银河系的99%及其以上,很明显,它没有做到。 因此,太阳真正的公转路径,或许是另外一种我们未知的模式。 又或许,银河系中的暗物质 ,超乎了我们的想象。 宇宙还有很多我们不知道的 就算太阳最后的结局是坠入黑洞再也不存在,那也还有30多亿年,如果人类还在,那会儿应该已经达到四级文明以上了,还会在乎一个黑洞吞噬恒星吗?