銀河系4000億顆恒星,爲什麽太陽高速狂奔,卻不和其它恒星相撞?

星空承載夢想 2024-04-14 08:14:02
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從古至今,人類一直都在不斷的研究和探索世界的奧秘,古時候由于人類科技不夠發達,所以古人一直都認爲,我們的地球就是唯一的世界,太陽和月球都在圍繞地球轉動,不過隨著人類科技的不斷發展,人類對宇宙空間的探索正不斷深入,現在我們已經知道,地球其實就是太陽系中的一顆行星,在太陽系中一共有八大行星,它們分別是水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星,在海王星的外面還有一顆冥王星,曾經冥王星,也屬于一顆行星,但是後來科學家認爲冥王星的體積和質量都太小了,于是科學家將它踢出了行星的行列,雖然現在人類已經能夠走出地球,但是由于人類所創造的宇宙飛船無法突破光速,所以到現在爲止,人類還沒有將任何物質送出太陽系,更別說探索宇宙深處了。

在1977年9月美國國家航空航天局發射了旅行者1號探測器,這個探測器帶著人類的夢想探索宇宙,當時科學家還在旅行者1號探測器上面安裝了金唱片,這個金唱片和我們普通的唱片是有區別的,科學家爲了能夠抵抗太陽系極低的溫度、宇宙中的各種輻射,科學家在安裝金唱片的時候,采用了銅制材料,相當于在唱片的表面鍍了一層銅,這樣能夠讓金唱片的使用壽命變得更久,當時科學家認爲,如果旅行者1號探測器能夠有幸飛出太陽系,或許能夠被外星文明捕捉到,外星文明根據上面的內容,能夠找到地球的位置,當時有很多人還擔心這個金唱片會給人類帶來不必要的麻煩,但是現在看來是我們想多了,因爲到現在爲止,我們的旅行者1號探測器還沒有飛出太陽系。

科學家經過計算得出,如果按照它的飛行速度,想要完全飛出太陽系,至少需要上萬年的時間,對于人類來說上萬年的時間實在是太漫長了,所以人類還需要想其它的辦法才行,目前科學家能夠通過太陽系的公轉軌迹來推算,我們的太陽系是由八大行星、五大矮行星、衆多衛星、彗星等天體組成的,根據科學家的最新觀測,在太陽系的最外側還包裹著一片廣闊的空間,這個空間就是奧爾特星雲,這就是太陽系的組成結構,對于太陽系來說,人類就是一粒塵埃,對于銀河系來說,太陽系也是一粒塵埃,太陽系是存在于銀河系的一個星系,而銀河系目前擁有1000億到4000億顆恒星,400億到1000億顆行星,當地球圍繞太陽系轉動的同時,整個太陽系也在太陽的帶領下,圍繞銀河系中心的超大質量黑洞運動。

不過這裏需要注意的是,以超大黑洞爲圓心進行公轉只是因爲黑洞正好在中心點位置,這和黑洞自身的引力無關,畢竟黑洞質量在整個銀河系中占比非常小,我們的太陽系在圍繞銀河系中心轉動的時候,它的運動軌迹並不是一成不變的,而是一個螺旋上升的過程,因爲銀河系的天體實在是太多了,所以太陽系在運行過程中會受到其它恒星和暗物質的引力影響,在各種引力以及其它條件的影響下,整個太陽系圍繞銀河系中心完整公轉一次的時間大約是2.5億年,每秒的速度達到了250千米,從太陽系誕生到現在,太陽系僅僅圍繞了銀河系中心旋轉了20多圈,看到這裏,可能有很多朋友會産生一個疑問,就是太陽系在圍繞銀河系中心旋轉的過程中,爲什麽不會和其它恒星相撞擊?

這其實和宇宙空間有很大的關系,首先拿我們的月球和地球來比較,月球距離地球大約有38.4萬公裏,這個距離足以把太陽系內除了地球之外的七大行星全部放入其中,可見太陽系本身就是非常空曠的,而距離太陽系最近的一顆恒星是比鄰星,距離地球只有4.2光年,如果我們把太陽壓縮成一顆玻璃珠的大小,那麽比鄰星就是在玻璃球6000米之外的地方,放眼整個銀河系,它的直徑達到了10萬光年,厚度達到了1萬光年,但是恒星的數量僅僅才4000億顆,這就意味著,每兩顆恒星之間的平均距離達到了5.5光年,分給每一顆恒星的空間都能夠達到167立方光年,而且我們的太陽系還處于銀河系的貧瘠區域,所以和其它恒星撞擊的概率更是非常小。

我們的太陽系距離銀河系中心大約有2.6萬光年,爲什麽說我們的太陽系處于銀河系的貧瘠區域?這是因爲銀河系中的恒星分布得非常不均勻,具體表現爲,距離銀河系中心越遠,恒星的密度就越低,在銀河系的核心區域,恒星密度最高可達每立方光年28.9萬顆,而在距離銀河系中心100秒差距(約326光年)的位置,恒星密度就下降到每立方光年2.9顆。到了我們太陽系所在的區域,恒星密度已降至每立方光年0.004顆,而在銀河系的邊緣區域,恒星密度更是低至每立方光年0.0003顆,綜合計算下來,整個銀河系的恒星平均密度大約爲每立方光年0.006顆,也就是說,在銀河系中,大概每167立方光年才有一顆恒星,恒星與恒星之間的平均距離大約爲5.5光年。

如果我們把兩顆恒星之間的距離定位5.5光年,在此基礎上,如果我們把這兩顆恒星縮小成一個足球那麽大,按照同等的比例縮小之後,這兩個足球之間的距離大概就有8223公裏,根據科學家的觀測數據表明,宇宙中的其它星系的空曠程度也和銀河系差不多,更重要的是,宇宙中星系和星系之間的距離動不動就是幾十萬、幾百萬光年,在星系之間的廣闊空間裏,物質極爲稀少,幾乎是一片虛無,其中還有很多空洞,有些空洞的大小超出了我們的想象,在1981年的時候,科學家通過觀測發現,在牧夫座方向有一片幾乎沒有星系存在的區域,也就是著名的牧夫座空洞,牧夫座空洞直徑長達2.5億光年,距離地球大約有7億光年,在這片區域中,平均每一千萬光年左右才有一個星系,到1997年的時候科學家在牧夫座空洞內發現的星系總數僅僅有60個。

按照空間星系分布規律來計算的話,空洞中至少應該存在2000個星系才算是合理,如此稀少孤獨的星系明顯有違常理,那麽這些空洞到底是如何形成的?科學家通過分析宇宙微波背景輻射,進而推測這些空洞很有可能是在宇宙誕生的時候形成的。從宇宙微波背景輻射圖中我們可以發現顔色淺的區域代表著這一片宇宙物質密度低,而顔色亮的區域代表著這一片宇宙物質密度高。在宇宙大爆炸以後,量子漲落會使得宇宙的密度分布不均。高低密度的區域會演化出星系團或者星系群,而低密度的區域則會出現空洞,並且會隨著時間的推移,這一片空洞的區域會越來越大。目前科學家對于宇宙空洞的形成依然存在很多未解之謎,但沒有任何理論或證據表明空洞的形成是外星文明留下的。

牧夫座空洞的發現和研究對于了解宇宙結構和演化具有重要意義,牧夫座空洞的研究可以幫助我們了解宇宙大規模結構的形成和演化、暗物質和暗能量等重要問題,並且可以驗證宇宙學原理的有效性和適用範圍。從牧夫座空洞的案例來看,宇宙中確實太過于空曠了,以至于天體之間的距離都非常遙遠,宇宙之間顯得非常空曠,一方面是宇宙空間太大了,還有一個原因是我們的宇宙在不斷膨脹當中,在20世紀初的時候,美國天文學家愛德溫.哈勃發現了遠方的星系正在遠離地球,于是他斷定我們的宇宙正在處于膨脹當中,在1929年,哈勃發表了裏程碑式的論文,描述了他發現的初步結果,哈勃發現,星系的紅移隨著距離的增加而顯著增加,所有的星系看上去都遠離我們,越遠的速度越快,這一觀測結果暗示了可觀測宇宙的體積正在膨脹,這就是哈勃定律。

這個定律指出,星系的移動速度和它們到地球的距離成正比,這一發現表明宇宙在膨脹,而不是靜止不變的。目前宇宙膨脹的速度已經超過了光速,這就意味著宇宙中天體之間的距離將會變得越來越遠,根據愛因斯坦的理論,任何有質量的物體它的飛行速度都沒有辦法達到光速,更不可能超越光速,既然如此,那麽宇宙中所有的天體都會受到光速的限制,如果我們的宇宙一直膨脹下去,那麽對于人類來說並不是一件好消息,對此科學家提出了大撕裂假說,由于光速的限制,宇宙中其他天體發出的光線要抵達地球,都需要一定的時間,所以我們在宇宙中觀測到的天體,其實都是它們的“過去”,比如說當我們觀測到1億光年外的某個天體時,其實看到的是它在1億年之前的樣子。

大撕裂理論認爲,在未來的時間裏,隨著暗能量密度的持續升高,宇宙將會越來越受到暗能量的主導,而由于暗能量在宇宙中是均勻分布的,因此當這個過程達到一定程度時,暗能量的作用就將戰勝宇宙中的四種基本力,進而將宇宙中所有的物質全部撕裂。科學家根據目前的觀測數據計算出,在大約167億年後,宇宙就會以這樣的形式終結,假如地球在那時依然存在的話,那麽地球將在宇宙終結前16分鍾毀滅。到那個時候,宇宙中將只剩下基本粒子和能量輻射,在此之後,它們還會因爲宇宙的膨脹而繼續以越來越快的速度互相遠離,直到永遠都無法産生相互作用,而這種終極的孤獨,就是宇宙最終的結局。雖然這也只是科學家的猜測,但也是有一定道理的。

不過對于人類來說,我們根本不需要擔心宇宙的最終結局,畢竟幾百億年對于人類來說是一個非常漫長的時間,要知道人類從誕生到現在也只有短短幾百萬年的時間,人類文明從發展到現在才幾千年的時間,人類文明是否能夠一直存在下去,現在還是一個未知數,有可能再過幾千年或者是幾萬年,我們的地球環境會變得非常惡劣,到時候人類會全部滅絕,其它生物也無法生存下去,即使地球環境能夠一直維持人類生存,但是再過50億年的時間,我們的太陽系也會毀滅,到時候地球也將不複存在。這是因爲太陽作爲一顆恒星,它內部核聚變反應會隨著時間的推移慢慢將燃料全部耗盡。在即將耗盡之時,太陽會變成一顆紅巨星。紅巨星是恒星演化的一個重要階段。

它告訴我們恒星是如何死亡的,當紅巨星用完了核心裏的氫元素,它就會開始崩潰,並抛出外層大氣形成一種叫做行星狀星雲的美麗結構,這時候太陽系也就死亡了,不過對于人類來說,50億年的時間也是很漫長的,目前人類最應該考慮的就是地球的環境問題,現在地球的環境開始惡化,全球溫度變暖,溫室效應嚴重,如果長久的發展下去,地球可能不再適合人類居住,所以小編認爲,人類在發展科技的同時,一定要保護好我們的地球環境,這樣人類文明才有可能長久的發展下去,小編希望人類文明能夠一直在宇宙中發展下去,未來或許我們能夠解開宇宙更多的奧秘,希望這一天能夠早日到來,對此,大家有什麽想說的嗎?

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簡介:本人愛好天文,擅長寫科學領域的文章