银河系绕室女座超星系团一周需要多久

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由于万有引力,宇宙中的所有天体都在环绕某一引力中心或共同质心运动。它们遵循牛顿力学――万有引力和圆周运动规律。宇宙各级天体的运行月球距离地球38万公里(平均距离),公转速度约1公里/秒,绕地球一周是一个月,它已经转了多亿圈了;地球距离太阳为1.49亿公里(平均距离),公转速度为29.8公里/秒,绕太阳一周是一年,它已经转了46亿圈了;太阳系位于银河系的边缘,距离银河系中心2.64万光年,太阳系的公转速度为公里/秒(由于银河系存在大量暗物质,使得处于边缘地带的恒星公转速度并不比处于中心地带的恒星公转速度慢多少,因此银河系的恒星公转速度大多在~公里/秒之间),太阳系绕银河系中心一周大约2.5亿年左右,太阳系已经转了20多圈了。那么银河系又围绕什么转,转一周需要多久?银河系及其本星系群绕室女座超星系团转银河系和仙女座星系与周围共约40个星系构成本星系群,本星系群处于一个直径约为万光年的天区。银河系和仙女座星系是本星系群中最大的两个星系,其他的星系(比如大小麦哲伦星系等)都是这两个星系的卫星星系,本星系群的质心是银河系和仙女座星系的公共重心,所有星系都围绕这个质心直接或间接转动,形成本星系群的自转。本星系群中的各星系没有明显向中心聚集的趋势,属于疏散星团。不过,各星系虽然处于疏散状态,但它们共同受到更高一级天体结构――本超星系团的控制,那就是室女座超星系团。从这个意义上说,银河系及其本星系群是绕着室女座超星系团转。室女座超星系团室女座超星系团有上百个星系群(团)组成,我们的本星系群只是其中一个很小的成员。室女座超星系团的质量核心位于室女座方向(这也是该超星系团得名的原因)、一个叫室女座星系团的附近,只这个室女座星系团就拥有约个星系,相当于50多个本星系群。需要注意的是,银河系所在的本星系群并不是围绕室女座星系团转,而是围绕室女座超星系团的质量中心转,室女座星系团只不过恰巧处于中心附近。整个本超星系团拥有约4.7万个星系,直径达2亿光年。本星系群位于室女座超星系团中星系团分布比较稀疏的边缘地带,超星系团的引力中心距离地球约万光年~万光年。银河系及其本星系群绕室女座超星系团一周需要多久?银河系及其本星系群绕室女座超星系团的运动如果同样也遵循牛顿力学。它们的公转周期,我们可以用万有引力定律和牛二定律以及圆周运动定律来计算一下。其中,G为万有引力常数,大小为6.67x10^-11牛·米^2/千克^2;M这里为室女座超星系团的总质量,大小为2x10^46千克;r为银河系距本超星系团中心距离,大小约为万光年,即3.4x10^23米;V为银河系公转速度;m为银河系及其本星系群的质量,这里用不着。代入上式,可得出本星系群绕行室女座超星系团的速度约为千米/秒,用圆周长除以绕行速度,可以计算出银河系伴随着本星系群绕行本超星系团一周的时间为亿年。这一时间显然大于.2亿岁的宇宙年龄,也就是说,银河系诞生至今也没绕着室女座超星系团转上一圈。上述的绕转周期只是理想化的计算结果,其前提是牛顿力学仍然适用于这样大的尺度,这样就无需转几圈后才知稳定结果。银河系很有可能连一圈也转不上事实上,宇宙结构在大尺度上是很复杂的(超星系团上面还有更大的宇宙结构),其运动规律并不全都遵循牛顿力学(并不是简单的圆周运动)。首先,超星系团内的星系之间是相互运动的,因而其中的星系质量分布会发生变化。所以超星系团的质量中心会一直改变,这样银河系的绕行轨道和公转周期是不确定的。其次,还有传说中的巨引源。大约距离我们2亿光年外有一个异常的引力中心,正在吸引我们。在方圆数亿光年的范围内,几百万个星系的运动都受到了巨引源的影响。这一范围远远超出室女座超星系团。未来,超星系团中的星系将不知被其带向何方。问题是目前我们连巨引源是什么都不清楚。最后,由于暗能量,宇宙在大尺度上是膨胀的,尺度越大(相距越远),膨胀越快。这种膨胀是万有引力束缚不住的。只有像本星系群这样的小尺度结构才能被引力束缚住,像室女座超星系团以上大尺度的宇宙结构,引力是束缚不住的,它最终会因膨胀而解体。而我们小尺度的本星系群中的星系会在引力作用下逐渐合并,美国宇航局科学家曾预言:大约在37.5亿年后,银河系和仙女座星系会碰撞合并为一个椭圆星系。换句话说,还没等银河系绕着室女座星系团转一周,银河系就不存在了。从一到无穷大淘宝¥39.8¥49.8购买


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