為什麼宇宙的天體都在轉動?這是一種什麼樣的力量?

2020-12-08 探索宇宙說

在我們的認知裡,物體在宏觀層面有兩種狀態,一種是運動狀態,一種是靜止狀態。當然,物體的運動是一種相對狀態,沒有絕對靜止的物體存在。原因就是當我們進入微觀世界之中,你會發現粒子是處於運動當中,而物體是由微小的粒子組成,既然粒子沒有絕對的靜止,那麼物體自然也就沒有絕對的靜止。

只不過,當我們以某一個物體為參照物,比如我們生活在地球上,以地球為參照物,物體就有了一個相對的運動和靜止狀態。在我們的視野裡,有的物體在運動,有的物體在靜止,這個時候我們自然感受不到地球的運動。

古時候的人們看天上的日月星辰,看到太陽和月亮在不停地變換位置,認為那是太陽和月亮在運動,而地球不動。可是隨著人類文明的不斷進步,當我們走進科技時代之後,我們終於明白了,地球本身也在運動,而地球繞著太陽運動。

正是地球的自轉和公轉,才有了白天和黑夜,才有了一年四季。當我們走出地球,站在太空中,可以直觀地看到地球的自轉和公轉運動,同時我們也發現,宇宙中的所有天體似乎都在轉動。於是有了產生了這樣一個疑問:為什麼宇宙的天體都在轉動,這是一種什麼樣的力量?其實從運動是相對的角度出發,我們就能夠明白,世界上沒有絕對靜止的事物,宇宙的天體自然也無法違反大自然的規律,天體的運動也是相對的。

站在太陽系的角度,我們會發現太陽是不動的,可是當我們站在太陽系之外,你就會發現,太陽不僅有自轉同樣也有公轉,太陽的自轉周期為27天,公轉周期為2.3億年。甚至我們能夠看到,整個太陽系都在圍繞銀心在轉動。

當然,我們站在太陽系中,同樣也能夠觀測到宇宙中的其它星系,恆星的轉動。由此可見,整個宇宙其實都在一種運動狀態,這是最基本的宇宙法則,那麼天體為什麼會轉動呢?如果停止轉動會發生什麼?其實這個問題牛頓已經找到了答案,那就是萬有引力作用。

牛頓從一個蘋果掉落地下的現象中悟到了宇宙的基本法則:萬有引力,由此提出了萬有引力定律。只要是有質量的物體,它都會有引力的存在。天體自然都是有質量存在的,所以它們本身都有引力存在,而引力和引力之 間會產生作用。如果沒有其它的力來對抗引力作用,那麼天體就會互相吸引最終撞到一起。

而天體對抗引力作用的方式就是通過轉動,轉動產生的力抵消了引力,從而讓天體呈現出一種穩定的運動狀態。星系的轉動同樣也是一樣的道理,銀河系有上千億個恆星系,這些恆星系都在運動,如果它們不運動,要麼相互靠近撞擊在一起,要麼被銀心的強大引力拉扯,最終被黑洞吞噬。

那麼天體的這種自轉運動是如何產生的呢?要弄明白這個問題,我們就需要從宇宙的起源和天體的起源說起。我們都知道,宇宙起源於138億年前的奇點大爆炸,大爆炸初期產生了大量的氫和氦組成的星雲。而在宇宙早期階段,是沒有任何天體存在的,有的也只是大大小不的各種星雲。

星雲中的組成粒子會相互發生碰撞,它們在相撞的過程中,會產生一個不為零的角動量。由此導致的結果就是整個星雲都在高速運動,隨著引力坍縮,星雲越轉越快,最終,恆星首先從星雲中心誕生,由於角動量守恆,恆星仍然保持著自轉運動。

恆星的誕生吸收了星雲絕大部分的物質,剩下的別角料繼續環繞恆星運動,然後在不同的位置形成了行星以及其它的小天體,這就是恆星系的形成。星雲由於內部電子碰撞產生了角動量導致整個星雲都在自轉,而誕生於星雲中的恆星,行星等天體也因為角動量的存在,它們也同樣有了運動。

宇宙大爆炸之後形成的各種天體中,恆星佔據著重要的地位,原因就是恆星相當於一個核聚變反應堆,它能夠將大爆炸產生的大量氫元素通過核聚變不斷轉化為氦元素,而氦元素又會不斷轉化為鐵等各種元素。可以說宇宙中現在豐富的元素,基本都是由恆星的核聚變轉化而來。

某種意義上來說,恆星就相當於宇宙的提煉工廠,如果沒有這個提煉工廠,宇宙即使誕生了,也只會有基本的那些元素,而無法形成豐富多彩的元素。而豐富多彩的元素才是宇宙繼續演化的基礎,沒有這些,生命星球無法誕生,智慧生命更無法誕生。

恆星生命走到末期的時候,會通過超新星爆炸的形式將自身的大量元素物質向宇宙拋射。太陽系的形成有可能也是受到了上一代大質量恆星的爆發影響,才有了現在豐富的重元素。超新星爆炸給宇宙帶來了重元素。

雖然宇宙中天體以及星系由於運動的存在,基本都能夠保持一個相對穩定安全的狀態,但是當級別放大到銀河系這樣的大星系之後,星系的運動卻無法保持像天體運動那樣穩定安全。原因就是大星系的運動不是固定的,銀河系這樣的大星系,它的公轉沒有固定的軌道,而是在不斷移動狀態。

正是這種不斷移動的狀態,讓銀河系跟其它大星系有發生碰撞融合的可能,比如現在科學家通過觀測達到發現,大約在38億年後,銀河系會跟鄰居仙女座星系發生碰撞融合,形成一個更大的橢圓星系。由此可見,宇宙中的那些非常龐大的星系,有可能都是通過碰撞融合才形成的。

在人類的認知裡,天體通過自轉和公轉來保持一個穩定,從而能夠安全地生存在宇宙。那麼在宇宙中的龐大物體是否一定需要保持運動才能夠抵抗引力,靜止不行嗎?如果按照宇宙的自然法則,天體不運動它就會與其它天體發生碰撞。

可是萬事沒有絕對,有一種力量卻可以改變,它就是科技。科技的力量是無窮無盡的,它凌駕於宇宙的法則之上。只要科技的力量足夠強大,我們可以建造出行星一樣大的飛船,可以讓飛船靜止於宇宙當中,而不像天體必須要保持運動才行。

同樣科技的力量也可以對一個天體進行改造,讓它自轉和公轉消失,還能夠保持絕對的安全和穩定。當然,要實現這樣的科技力量,需要人類漫長的發展時間,當我們將科技發展到終點的時候,人類就是宇宙的神,能夠改變制定宇宙的規則,這個宇宙就是人類說了算。

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