宇宙中的各种天体为什么要转?
在宇宙中,天体的转动是十分普遍的现象。
地球本身有自转,同时还会绕着太阳公转。月球的阴晴圆缺是月球环绕地球公转的结果。虽然满月看起来都是一样的,但月球也有自转,只是自转与公转达到了同步。另外,太阳自身也有自转,平均周期为27天。同时,太阳还会环绕银河系中心旋转,周期大约为2.3亿年。
那么,为什么宇宙中的天体都会旋转呢?有没有不会旋转的天体呢?
万有引力定律表明,宇宙天体之间都有存在引力作用,如果没有办法对抗引力作用,天体就会互相吸引在一起。只有通过某种方式运动,天体之间才能避免在引力的作用下发生碰撞。也就是说,没有转动的天体都已经撞毁了,留下来的都是会转动的天体。
那么,天体是如何开始转动的呢?
天体的转动与其如何形成有关。宇宙大爆炸初期产生了大量由氢和氦组成的星云,它们在外部干扰下,比如附近有超新星爆发,将会坍缩形成恒星、行星、卫星以及其他各种小天体。太阳系的形成必然受到了上一代大质量恒星的影响,我们所知的重元素大都是来自于那颗恒星,它的超新星爆发送来了重元素。
星云中的组成粒子会互相碰撞,它们基本上不可能刚好互相碰撞抵消,使得星云的净角动量为零。因此,星云在某个方向上会有一个整体运动,而且随着引力坍缩,星云会在该方向上越转越快。
最终,恒星从星云中心形成,因为角动量守恒,恒星会保持自转。剩余的星云继续环绕恒星旋转,从中形成的行星和卫星不但会自转,而且也会公转。同样地,从星云中形成的银河系也会自转,其中的恒星会绕着星系中心旋转。
只有转动的天体才不会被其他天体的引力吸引过去,否则它们最终将会不复存在。不过,并非所有转动的天体都能永远存在。
在银河系附近的几百万光年空间中,存在数十个星系,它们组成了本星系群,银河系以及其他星系都会环绕本星系群的中心旋转。然而,由于本星系群中两个最大的星系——银河系和仙女座星系,它们之间的距离太过接近,引力作用十分强大,尽管这两个星系都有公转运动,但它们之间逐渐螺旋接近,大约在38亿年后会被引力吸引到一起。最终,宇宙中将不再有银河系,取而代之的是一个更大的椭圆星系。