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太阳系正在向银河系中心黑洞坠落?具体什么时间?科学家已算出
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2022.05.31 广西

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2022-05-10 21:06图片模式
在哥白尼的《日心说》中,太阳被认为是宇宙的中心,但实际上,这个认知是错误的。宇宙浩瀚无边,以太阳为主宰的太阳系,在宇宙中也只是一个非常普通的星系。
太阳系被包含在银河系中,看似非常庞大的太阳系,可它不但在宇宙中是一个渺小的存在,现在的太阳系还正在向银河系中心的黑洞倾斜,最终还会被银河系中心黑洞吞噬!
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那么,相对于人类而言,如此之大的太阳系为何会向银河系中心黑洞坠落?太阳系会在什么时间坠落黑洞?黑洞在宇宙中又是一个什么样的物质?
太阳系公转
太阳系向银河系中心黑洞坠落的时间,和太阳系的公转速度有直接关系。那么太阳系的公转速度是多少?人类能否感知到太阳系的公转呢?
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太阳作为银河系中一个普通的星球,距离银河系中心约33000光年,它围绕银河系中心的公转速度是每秒250千米。而整个太阳系围绕银河系中心公转的速度,根据一些天文家的测算,公转速度大约是220千米每秒,且太阳系围绕着银河系中心完成一圈的公转,可能需要耗费2.5亿年时间。
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围绕着太阳公转的天体,因距离、大小、质量的不同,公转速度也不尽相同。地球围绕太阳进行公转,其公转速度是29.78千米每秒,火星的公转平均速度是24.13千米每秒,而水星的公转平均速度是47.87千米每秒。
同样,围绕银河系中心公转的其他星系,其公转速度和围绕着太阳公转的其他天体一样,公转速度都是不一样的。不过,因为现代技术能力有限,除预估的太阳系之外,其他星系的公转速度,暂时不知。
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地球进行自转、公转产生的变化,都是可以人为感知的。可是,为何太阳进行公转我们无法感知到?太阳系进行公转我们也无法感知呢?
人类无法感知太阳或者太阳系的公转,主要是因为人类生活在地球上,既看不到太阳的变化,也无法俯瞰整个星系。人类是地球上的生物,在整个宇宙真都太渺茫,且公转完成的时间耗时漫长。
不过,如果把人类的视角放在太空中,脱离以地球作为认知参考系,来观察星球的公转,经过漫长的时间,或许会看见星球的公转变化。
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太阳系的形成有星云说和灾变说这两种假说。其中在星云说的假说中,太阳系是由巨大的分子云坍缩而成,并且已经诞生46亿年了。所以,有关天文学家推算,自太阳系诞生起,太阳系至少已经围绕银河系中心运转了18圈。
人类无法感知到太阳系的公转,是因为时间太漫长。太阳系诞生46亿年,太阳系完成一周的公转需要2.5亿年,而通过化石推测,最早的人类大约出现在40万年前,而人类的寿命至多不过百年。
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太阳系虽然在人类眼中非常庞大,但是最终的命运却是被银河系中心的黑洞吞噬!那么,黑洞究竟是什么?为何能够吞噬太阳系?这和太阳系的公转速度有关吗?具体会在什么时间坠落呢?
宇宙黑洞
黑洞是现代广义相对论中的一个称呼,它被认为是宇宙中存在的一种天体。黑洞的质量非常大,包含性强,通过黑洞的自身引力,能够不断吞噬周围的物体,甚至吞噬星球,以壮大黑洞自身。
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在广义相对论中,黑洞指的是一个具有极强引力势的一个时空区域,在这片区域中,电磁波辐射、光线都无法逃离黑洞。而之所以命名为黑洞,是因为人们不仅无法看见它,它还类似于热力学上完全不反射光线的黑体,因此,美国物理学家慧勒在研究它的时候,就给它取了个“黑洞”的名字。
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黑洞在太空中被认为是“太空魔王”。在人类历史上,最早提到黑洞的是英国地理学家John Michell,但他只是说了一个概念,且认知比较模糊,并没有真正认识“黑洞”。
后来德国天文学家卡尔·史瓦西在研究爱因斯坦引力方程后预言:大量物质集中于空间一点,这个质点周围会产生奇异的现象,并产生一个“视界”,而在这个“视界”的界面中,任何事物都无法逃脱,连光也不列外。而这个就是后来美国物理学家命名的“黑洞”。
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在目前人类的观测中,宇宙的直径大约有930亿光年,银河系大约有20万亿光年,太阳系的直径有120亿公里。而银河系中心黑洞,会吞噬太阳系,那么,它最终只会比太阳系大,直径远超120亿公里,并在无限扩张。
而银河系中心黑洞之所以最终能够吞噬太阳系,天文学家认为,驱动整个银河系天体运转的就是这个黑洞。这个黑洞,是由拥有巨大能量体的恒星寿终正寝后形成的。而恒星的质量往往都非常大,但是寿命却比较短,寿终正寝后陨落后就在宇宙中形成了黑洞,这些黑洞慢慢向银河系中心汇聚,形成了银河系中心黑洞。
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因为在宇宙的亿万年时光中,不断有恒星陨落,小黑洞诞生,处在银河系中心的黑洞也在不断成长,它慢慢吞噬着周围的物质,不断壮大自己的力量。虽然现在它的质量可能还没有多大,内部能量还不足,但在未来,总有一天能够吞噬太阳系。
而太阳系最终被银河系中心的黑洞吞噬的时间,根据科学家的推算,大约会在32亿万年之后。在那时候的太阳系,早已经没有了太阳的存在。太阳作为银河系中的一颗恒星,在存活过一百亿年之后,可能会被银河系中心的黑洞吞噬,为太阳系坠入黑洞做贡献呢!
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太阳系坠落银河系中心黑洞的时间,和太阳系的公转速度有关。在太阳系坠落之前,太阳系会围绕银河系做13万个周期旋转。而以目前太阳系公转速度220千米每秒的时间看,如果在之后的亿万年时光里,公转速度不变,太阳系会在32亿万年后坠落,如果速度变快的话,可能坠落的时间会提前,缩短到20万亿年也是有可能的。
另外,之所以说太阳系会坠落银河系中心黑洞,是因为银河系中心的黑洞最终会由于自身体积质量太大,引起时空弯曲,时空弯曲出来一个凹陷。随着黑洞的质量增长,凹陷处会越来越大,最终形成能够吞噬太阳系的坑体。太阳系坠落在银河系中心的黑洞,也就是时间的问题。
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最后,太阳的寿命还有五十亿年,而五十亿年后,它将变成一颗红巨星,慢慢吞噬周边的能量,甚至演变成黑洞,吞噬木星、地球。但是在五十亿年的时间里,人类也能发挥自身的能动性,说不定也会找到一颗适宜人类生存的星球,逃出太阳系呢!
参考文献:
宇宙中的黑洞.翁山杉.物理之友.2020-04-10
太阳系的形成与演进与宇宙星系的结构.钟萃相.科技创新导报.2014-12-21
黑洞的前世今缘.席特;鲁同所;孙敏;胡婧.物理与工程.2019-09-06
作者:斯薇 校稿编辑:小宛
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