星系 為什么宇宙中的天體都在運(yùn)動(dòng),而不是靜止的呢?

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在宇宙中,任何天體都存在運(yùn)動(dòng),沒(méi)有一個(gè)天體是完全靜止的。行星會(huì)繞著恒星公轉(zhuǎn),恒星會(huì)繞著星系中心公轉(zhuǎn),就連龐大的星系、星系群也會(huì)繞著某個(gè)點(diǎn)旋轉(zhuǎn)。那么,為什么宇宙中的天體都是運(yùn)動(dòng),而不是靜止的呢?
簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),宇宙中的天體如果不運(yùn)動(dòng),它們的結(jié)局只有毀滅。可以說(shuō),那些想要“靜止”的天體都已經(jīng)毀滅掉,剩下的就只有運(yùn)動(dòng)的天體。
在宇宙的一定尺度下,引力起到了主導(dǎo)作用。牛頓認(rèn)為,萬(wàn)物之間都存在引力作用。愛(ài)因斯坦認(rèn)為,引力是物體彎曲時(shí)空之后產(chǎn)生的幾何效應(yīng),物體在時(shí)空中必然會(huì)沿著彎曲時(shí)空運(yùn)動(dòng),所以就會(huì)表現(xiàn)出引力效應(yīng)。不管怎樣,任何天體都會(huì)產(chǎn)生引力作用。
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既然天體之間存在引力作用,那么,它們之間的距離會(huì)在引力的作用下逐漸靠近,最終發(fā)生碰撞或者合并。但如果天體存在合適的環(huán)繞運(yùn)動(dòng),引力作用就會(huì)被抵消掉,天體就能穩(wěn)定地存在于空間中。
在行星環(huán)繞恒星運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,引力恰好充當(dāng)向心力,行星可以在軌運(yùn)動(dòng)。另一方面,在星系中,所有星云、恒星、行星等天體會(huì)產(chǎn)生一個(gè)共同質(zhì)量中心,它的所在位置正是星系的中心。星系中的所有天體都會(huì)以此為引力中心,繞著它不斷運(yùn)動(dòng)。
事實(shí)上,自從邁克爾遜和莫雷做了著名的光干涉實(shí)驗(yàn)之后,人們就已經(jīng)認(rèn)識(shí)到宇宙中并沒(méi)有絕對(duì)空間,絕對(duì)靜止的參照系是不存在的。在相對(duì)論看來(lái),運(yùn)動(dòng)是絕對(duì)的,而靜止是相對(duì)的。
【 星系|為什么宇宙中的天體都在運(yùn)動(dòng),而不是靜止的呢?】那么,天體運(yùn)動(dòng)的初始動(dòng)力來(lái)自于哪里?為什么天體又能長(zhǎng)期維持運(yùn)動(dòng)?
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如果要追根溯源,宇宙中天體運(yùn)動(dòng)的初始動(dòng)力來(lái)自于138億年前的宇宙大爆炸的純能量。宇宙誕生之后,物質(zhì)(主要是氫和氦)開(kāi)始形成,它們分散到空間中。經(jīng)過(guò)漫長(zhǎng)時(shí)間的冷卻之后,從氫和氦的氣體云中,逐漸形成了星系、恒星、行星等一系列天體。
由于組成氣體云的粒子在做無(wú)規(guī)則的熱運(yùn)動(dòng),它們之間互相碰撞會(huì)在某一方向上多出一些角動(dòng)量。當(dāng)天體從這些星云中形成時(shí),它們會(huì)繼承原有的角動(dòng)量,所以它們會(huì)保持運(yùn)動(dòng)。并且在幾乎真空的太空中,天體運(yùn)動(dòng)幾乎不會(huì)受到阻力影響,所以只要有一個(gè)初始公轉(zhuǎn)角動(dòng)量,天體就能一直繞著某個(gè)引力中心持續(xù)公轉(zhuǎn)。
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除了引力導(dǎo)致天體運(yùn)動(dòng)之外,神秘的暗能量也會(huì)導(dǎo)致天體運(yùn)動(dòng)。由于暗能量的作用,空間結(jié)構(gòu)在持續(xù)加速膨脹,空間中的星系會(huì)被逐漸分離,星系之間在相互退行。
按照目前的估算,如果兩個(gè)星系目前的距離大于140億光年,那么,由于空間膨脹效應(yīng),它們之間互相遠(yuǎn)離的速度將會(huì)超過(guò)光速。不過(guò),這里的超光速不是星系本身的運(yùn)動(dòng)造成的,而是源自于它們之間的空間膨脹,所以這與相對(duì)論并不矛盾。
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