为什么恒星能悬浮在宇宙中?它们的运动受什么影响?
宇宙中的恒星、行星和星系看似“悬浮”在虚空中,实际上它们的运动和存在状态是由引力、惯性、宇宙膨胀以及局部动力学共同决定的。以下是详细的解释:
---
为什么恒星不会“掉下去”?——引力和惯性的平衡
牛顿第一定律(惯性)
-在真空中,没有空气阻力或摩擦力,天体一旦获得初度,就会保持匀直线运动(除非受到外力作用)。
-恒星和行星的运动并非“悬浮”,而是在惯性作用下自由运动。
引力主导的运动
-恒星、行星和星系的运动主要由引力支配:
-恒星绕星系中心运动(如太阳绕银河系中心旋转,度约oks)。
-行星绕恒星运动(如地球绕太阳公转)。
-双星系统相互绕转(如天狼星a和b)。
-引力和惯性达到平衡时,天体维持稳定轨道,不会“坠落”。
宇宙中没有“上下”之分
-宇宙空间是各向同性的(没有特殊方向),不存在绝对的“上”或“下”。
-天体看似“悬浮”,只是因为它们在引力作用下自由运动,没有支撑或阻挡。
---
恒星运动的驱动因素
初始条件:宇宙大爆炸的残留动量
-宇宙大爆炸(bigbang)赋予物质初始运动,恒星和星系继承了这部分动能。
-例如:
-银河系的旋转源于原始气体云的角动量守恒。
-本星系群(包括银河系和仙女座星系)正在相互靠近。
引力相互作用
-星系碰撞与合并:
-仙女座星系()正以约oks的度靠近银河系,预计o亿年后相撞。
-碰撞后,恒星通常不会相撞(因星际距离极大),但轨道会被扰乱。
-暗物质的影响:
-星系外围的恒星运动度比预期快,表明存在不可见的暗物质引力。
银河系的动力学
-银河系的旋转曲线:
-内区恒星运动符合开普勒定律(如太阳系),但外区度几乎恒定,暗示暗物质存在。
-恒星自行(properotion):
-恒星并非固定不动,而是以每秒几公里至几十公里的度运动(如巴纳德星自行最快,约o角秒年)。