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是什麼力量在一直撐著?為何宇宙中所有星球,都「漂浮」在空中?
2021/11/09
2021/11/09

根據萬有引力定理, 質量越大的東西引力也越大,比如我們身處的地球,其質量就比月球要大得多,因此 地球的引力拉著月球圍繞我們旋轉,數十億年來都是地球忠實的「守護者」。同樣地, 太陽的質量也比地球要大得多,所以 地球成為了太陽系的一員

太陽雖然名為「恒星」,但其實也不是完全「恒定不動」, 它在自轉的同時也圍繞著銀河系中心旋轉。我們雖然不能夠完全確定「銀心」究竟是什麼物質,但不少科學家都認為那是一個 超大型的黑洞,其質量不是恒星可以比擬。那麼,這些天體的質量究竟有多大?

地球的質量大約是60萬億億噸,而太陽的質量是地球的33萬倍。令人驚訝的是,太陽在恒星裡也算是「小個子」,我們目前發現的質量最大的恒星是 R136a1其質量是太陽的兩百多倍,而體積並沒有比太陽大多少,可見其密度之大。

既然眾多的天體並不是「輕飄飄」,那麼我們最終要去往哪裡?針對這個問題,研究者提出了兩種看法,分別是 「被引力互相控制」和「暗物質控制」。下面我們就來看看這兩種說法各自的理由是什麼吧。

引力讓天體懸浮?

我們知道月球被地球的引力束縛著圍繞旋轉,而地球被太陽的引力束縛著。那麼, 為什麼月球不會因為地球的引力吸引撞向地球,而地球也不會因為太陽的引力而一頭撞向太陽呢?這和我們在地球上體會到的引力可 不一樣

其實是因為,我們本身就在旋轉,所以在 引力之外還有離心力,這讓地球能夠在自己的軌道上旋轉。人類發射 人造衛星也是如此,當飛行器的速度達到 「第一宇宙速度」之後,我們就能夠 脫離地球引力的一部分束縛,從而實現 圍繞地球飛行,而不是像地球上的物質那樣直接撞向地面。

在這種理論的支撐下我們很容易得出怎樣的結論: 宇宙中的天體都是這樣受到了束縛,太陽被銀河系束縛,銀河系被巨引源束縛…… 所以宇宙萬物都在不斷地運動中保持平衡,不會像大爆炸之前在「奇點」裡那樣全部擠在一起。

但是,有兩個問題是這樣的理論無法解釋的,一是天體就算再大也有限度,那麼 最大的天體又是被什麼引力所束縛?按理說宇宙中應該沒有比它的引力更大的天體了;二是為什麼這些天體圍繞旋轉是按照 平行的軌道來的?比如太陽系的行星質量不一,但基本上都在同一個黃道面運動,而銀河系也是圓盤狀不是球形。

暗物質在推動?

因為引力束縛學說有這兩個問題,所以一些學者提出了另一個觀念,那就是 暗物質在束縛和推動天體「漂浮」。什麼是暗物質?這個名稱指的是 宇宙中那些無法用肉眼去觀察的事物,而暗物質 無處不在,即使是那些我們認為是「真空」的宇宙空間裡也充斥著暗物質,其總量占到了 宇宙物質的百分之九十五

這些物質雖然讓我們很難感受到「質量」和「運動」,但它們卻會 源源不斷地釋放出能量,這些能量能夠推動和束縛那些我們可以進行觀測和干預的物質。

有學者認為 ,宇宙大爆炸之後之所以還在不斷地膨脹,就是因為暗物質的推動。宇宙空間中充斥著的暗物質就像是海中的水,我們周圍的空氣,雖然很難看到但是卻無處不在,將所有天體之間的間隙填滿。

同樣地,這些暗物質用其產生的能量 讓天體之間平衡在同一個「平面」上,不會出現因為只有引力束縛而呈現出球形的的軌跡。這個理由似乎很有道理,但其最大的問題是,現在對于暗物質的研究還處在起步階段,一些在科學家甚至根本不承認暗物質的存在。

實際上,我們至今都沒有搞清楚 宇宙大爆炸的最初「動力」究竟是什麼, 很有可能是物質在到達了一定溫度之後產生的爆發現象。但是,我們的宇宙在變得越來越冷,膨脹的速度卻並沒有因此而放緩,這並不是單純的熱能能夠解釋。

既然暗物質可以以比光速還快的速度去推動天體,那麼我們能不能利用暗能量去幫助人類的未來的發展?這是眾多研究者目前感興趣的問題,它很有可能是未來進行宇宙探索的答案。

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