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地球转太阳转银河系也转!整个宇宙竟都在疯狂旋转,背后藏着宇宙终极规律 你一定知道地球在转、太阳在转、银河系在转,但你有没有想过,整个宇宙的天体都在疯狂旋转?小到尘埃微粒,大到星系团,没有一个天体能逃过旋转的宿命,这背后藏着宇宙诞生至今的核心规律,硬核数据告诉你宇宙旋转的真相! 从我们最熟悉的太阳系开始,旋转的速度早已刻进天体的基因:地球以465米/秒的速度自转,24小时完成一圈,又以29.78公里/秒的公转速度绕太阳飞驰;太阳并非静止,它带着整个太阳系以220公里/秒的速度绕银河系中心旋转,绕完银河系一圈需要2.2亿年,这一周期也被称作银河年;而我们的银河系,正带着数千亿颗恒星,以600公里/秒的速度围绕本超星系团的引力中心——巨引源旋转,每一次旋转,都是跨越数亿光年的宇宙旅程。 不止单个天体,宇宙中的所有天体系统都在旋转:月球以1.02公里/秒绕地球旋转,木星以13.07公里/秒的自转速度成为太阳系自转最快的行星,甚至遥远的仙女座星系,也在以300公里/秒的速度自转,还在以110公里/秒的速度向银河系靠近,二者将在45亿年后碰撞融合。 而这一切旋转的根源,都来自138亿年前的宇宙大爆炸!大爆炸并非简单的物质扩散,而是带着原始角动量的能量爆发,宇宙中的所有物质都继承了这份角动量,在引力的作用下,星际气体和尘埃不断收缩、旋转,形成恒星、行星、星系,角动量守恒让这份旋转从宇宙诞生延续至今,成为宇宙的基本规律。 更颠覆认知的是,旋转的速度还决定了天体的命运:太阳系形成时,原始星云的旋转让物质向中心聚集形成太阳,周边物质则在旋转中形成行星轨道,若没有旋转,太阳系将是一团无序的尘埃;银河系的旋转让数千亿颗恒星保持稳定的分布,避免被中心超大质量黑洞直接吞噬,旋转速度的细微变化,甚至能改变星系的形状——漩涡星系、椭圆星系的形成,都与旋转速度密切相关。 还有一组惊人数据:目前人类可观测宇宙的直径约930亿光年,其中包含超2万亿个星系,这些星系都在各自的引力系统中旋转,而整个可观测宇宙,也在暗能量的推动下不断膨胀,旋转与膨胀,共同构成了宇宙的运动本质。我们看似静止在地球表面,实则正跟着宇宙的旋转,以超1000公里/秒的速度在宇宙中穿梭,只是这份极致的运动,被引力和惯性完美掩盖。 从微观的粒子到宏观的星系团,旋转是宇宙刻在万物身上的印记,它塑造了天体的形态,
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九二九年,哈勃使用胡克望远镜分析遥远星系的光谱,发现宇宙中大部分星系都呈现出红移现象。所谓的红移现象和声音的多普勒效应类似,只是光的多普勒效应是通过颜色来表现的。如果天体远离观测者,光波被拉长,颜色会向红色端移动。如果天体靠近,光波被压缩,颜色则会向蓝色端移动。也就是说星系都在离我们远去,由此证实宇宙在膨胀。 然而仙女座星系却有所不同,天文学家观测发现仙女座星系的光谱呈现出蓝移现象,代表它正在靠近我们,这与宇宙整体膨胀的趋势相反。那么其中的原因究竟为何? 其实哈勃不仅发现大部分星系远离我们,他还发现星系的退行速度和距离成正比,这就是著名的哈勃定律。其中v是退行速度,d是星系距离,h是哈勃常数。 在二零一三年,普朗克卫星测出的哈勃常数约为六十七千米每秒每百万秒差距,即每百万秒差距退行速度增加六十七千米每秒。例如一个距我们一百个百万秒差距的星系退行速度约为七千千米每秒。 哈勃定律的线性关系表明膨胀是均匀各向同性的,没有中心,从任何星系看其他星系都在远离。而仙女座星系作为银河系最近的大型邻居,距离我们只有两百五十四万光年左右。因此我们将仙女座星系的距离乘以哈勃常数,就能够得知它和银河系之间的退行速度大约为五十三公里每秒。 但它们之间的引力拉近速度则为一百七十公里每秒,因此宇宙膨胀带来的速度不足以克服引力效应,这才导致仙女座星系出现蓝移现象,正急速靠近银河系。 天文学家根据蓝移现象测出仙女座星系目前以每秒一百二十千米的速度向银河系靠近,预计在约三十八亿年后与银河系发生碰撞。 大约在二十到三十亿年后,仙女座星系和银河系的引力开始相互拉扯,轨道逐渐靠近。约三十八亿年后,两个星系的外围开始重叠,引力扰动使悬臂变形,气体云被压缩,引发大规模恒星形成,亮度骤增。在三十八亿到六十亿年后,银河系和仙女座星系经过多次交错,两者逐渐合并,恒星轨道被重塑。 尽管星系碰撞听起来剧烈,但实际上恒星之间发生碰撞的概率极低。因为银河系和仙女座星系的恒星间距平均为四到五光年,而恒星直径仅数百万公里,恒星只会改变轨道,最终融合形成一个更大的椭圆星系。 当我们抬头仰望夜空,看到闪烁的星星,遥远的星系,你可能会觉得这是当下宇宙的真实写照。但如果我告诉你,你所看到的一切并不是真实的样子,而是过去的景象,你会相信吗?其实从某种意义上而言,宇宙不过是一片幻影,一个由光线编织的时光切片。这种现象你可
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