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95%的人不知道:宇宙中的所有东西都在旋转!
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2023.12.06 河北

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 那么,它们为什么要转?又是如何转起来的?答案其实很简单......


事实上在浩瀚宇宙中,绝对静止几乎是不存在的。


从微观的原子到巨大的星系,所有的物质都在不同形式的运动之中。


而在众多运动方式里,最普遍的一种就是旋转,旋转似乎深深烙印在宇宙的“本质代码”里。


行星围绕恒星转动,恒星绕着星系核心转动,地球自转与公转,这些看似平凡的景象,都与宇宙间奥秘的吸引力法则息息相关。


旋转赋予了宇宙无穷的活力,也孕育了生命的繁衍。


假如一切天体都静止不动,那朝暮更替、四季流转又从何谈起?这样的世界就算还存在,也必然荒无人烟。


所以旋转是宇宙的本源活力,也是生命的摇篮。


那么,这转动的星河是如何生出来的?为何旋转在宇宙之中如此普遍?这其中又隐藏着怎样的奥秘?


这还要从宇宙大爆炸说起,约在138亿年前,在时间和空间的起源,有一个无限渺小无限密度的奇点。


在某一刻,这个奇点发生了剧烈的爆炸,一瞬间,极端高温高压的物质如同烟花般迸射出去,空气、能量、时间全都在扩张,宇宙就此诞生。


这就是著名的宇宙起源于“宇宙大爆炸”的理论。


在最初的几分钟里,基本粒子和轻元素如氢氦生成,紧接着是星系和各类宇宙结构的形成。


在这混沌状态中,物质的分布十分不均匀,有的区域更为稠密,有的则比较稀疏,这造成了引力的差异。


当物质在万有引力的作用下开始流动时,它们不可能全部直线前进朝向引力中心。


事实恰恰相反,由于速度和方向都不完全相同,物质流之间会产生碰撞、交汇,最终形成涡流和漩涡。


这些旋涡就像是宇宙大爆炸后的残余物,它们不断相互碰撞、分离、合并。


在长时间尺度下,越来越多的物质通过引力吸积聚集到一起,最终凝结为恒星和星系。


可以说,早期的宇宙就是由无数旋转的涡旋构成的。


今天我们看到的星体,都源自于几十亿年前这些“种子”的演化,那么,引力与旋转又有何关联呢?


万有引力定律揭示了任何两个物体之间都存在引力,并且随着质量增大引力也随之增大。


当两个天体在空间中相互靠近时,由于各自的速度和动量不同,它们几乎不可能精确地朝向对方运动。


取而代之的是,它们会在一个夹角方向上相互吸引,最终形成一个旋转的轨道面。


这就是行星围绕恒星、卫星环绕行星运行的最本质原理。


引力驱动着旋转,而旋转又反过来加速这个过程,这涉及到角动量守恒定律,角动量守恒定律规定一个系统的角动量是一个常数。


我们想象一名芭蕾舞演员,当她展开双臂缓慢旋转,并拢手臂时转速就明显变快了,这同样适用于星系和行星的演化。


当它们在引力作用下不断收缩,为了保持总角动量的恒定,只能通过加快自转来平衡。


最终一个结构完整、快速旋转的天体就此产生。


其实宇宙中由引力驱动的各类旋转无处不在,在银河系这类星系尺度上,数以亿计的恒星围绕核心运转。


单就我们的太阳系,行星也各自拥有独特的公转周期和自转定律。


金星的一天比地球半年还要长,天王星近似于侧面旋转,自转轴与公转面夹角接近90度。


这些特殊的情况都与早期的运动状态和引力作用有关,即便放眼到微观的层面,原子中电子的运动也是旋转的。


尽管和典型的公转自转不同,但这同样说明了旋转的普适性。


从这些实例中可以看出,不管是新星的生成,还是我们身边的物质变化,都脱离不了宇宙最本质的运动方式。


当然,直到现在我们仍未找出这万物旋转的终极解释,也许这就是宇宙的无穷魅力所在。


我们骨子里都有对未知世界的向往,这种精神推动我们不断探索周遭世界乃至浩瀚的宇宙空间。

 
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