銀河有數億個恆星、行星,太陽在銀河高速飛行數十億年,為什麼不“撞車”?

特斯拉2019


宇宙到底是個什麼樣子?

人其實相對於宇宙而言是十分渺小的存在,這裡指的不僅僅是空間上的渺小,同時也是時間上的渺小,宇宙誕生至今已經有138億年,而人的平均壽命80歲左右,如果把宇宙的138億年看成是一天,那人的一生大概也就是0.0005秒。即使是太陽系或者地球,實際上的歷史也有46億年左右,同樣的,如果我們把地球歷史看成是一天,人的一生大概也就只有0.0015秒。所以,如果我們從地球上的視角來看待天體和天體的運行實際上是很不合理的。

比如說:我們平時經常會看到類似於下圖這樣的太陽系。

但是這個圖無論是天體之間的比例,還是天體之間距離差異都是不匹配的。太陽佔據太陽系總質量的99.86%,然後木星佔據了剩餘的一半質量,然後其他天體佔了其他的一小部分質量。

所以,地球在太陽面前是微不足道的。但是太陽其實在太陽系裡也是微不足道的。你可能要納悶了,為什麼會是這樣?難道太陽不應該是太陽系的主宰嗎?

實際上,太陽確實是太陽系的主宰,但僅僅是引力的主宰,這並不代表它佔據了巨大的空間。太陽相對於整個太陽系而已,是小到幾乎可以忽略不計。

太陽的引力範圍大概是2光年左右,也就是1.892*10^13千米,而太陽直徑1.392*10^6千米,兩者相差7個數量級。即使我們以冥王星為太陽系的邊界,太陽距離冥王星也有1.496*10^8千米,這也比太陽的半徑大了2個數量級以上。

所以,天體的大小相對於天體之間的距離,小得微不足道。地球和月球之間的平均距離是38萬公里,這是地球自身半徑的60多倍,是月球半徑的220倍左右,下圖就是比較真實的比例,上方是地球,下方是月球。

宇宙太空曠

所以說,太空是真的空曠。而且不僅僅是天體的大小和天體之間的距離沒法比。恆星系的大小也和它們之間的距離沒法比。就拿距離太陽最近的比鄰星來說,距離我們大概是4.2光年。如果坐人類現今最快的飛船從地球出發到比鄰星,至少也需要上萬年的時間。

當然,這可能還不夠直白。我們可以這麼詳細,如果把太陽看成是一枚硬幣,那比鄰星應該就是70萬公里開外的一枚更小的硬幣。不要因為整個差距而感到意外,事實上,宇宙中恆星系之間的距離大抵如此,有科學家估算過銀河系天體之間的平均距離,至少是3光年以上,有的人估算出的結果是4.5光年。所以,看起來銀河系的天體很多,但它們之間的空卻很大。因此,恆星系之間是很難發生相撞的。

也有意外發生

但這並不代表說,銀河系內部就不會發生天體的合併。實際上,這類合併事件還真的不少。比如,如果我們從星系的角度來看,星系其實都是吃出來的,類似於貪吃蛇那種,把自己越吃越大。如今銀河系就正在吞噬自己的衛星星系,未來還會和更大的仙女座發生合併。

這種對撞,其實很難引起星系內部恆星系以及其他天體的對撞,原因就是天體之間的距離實在太大,導致兩個大星系中的天體很難相遇。

除此之外,大多數的碰撞基本上都來自於恆星系內部的。舉個例子,地球的衛星是月球,但月球並不是一開始就有的。而是在地球形成3000萬後才出現。地球形成的早期,在地球軌道附近有一顆火星大小的行星,我們如今將其稱為忒亞,它一頭撞上了地球。在這次劇烈的對撞中,噴灑出了大量的物質,它們在引力作用下逐漸形成了如今的月球。

在恆星系形成的早期,其實類似的碰撞有很多,後來會逐漸趨於穩定。除了這類對撞,宇宙還存在更猛烈的對撞,比如:黑洞之間的合併,中子星之間的合併。兩者都會產生劇烈的時空的漣漪,也就是引力波。

而在一個星系中,越是靠近中心,物質密度就越大。因此,靠近星系中心位置是很容易發貨發生碰撞的。這些地方附近還會有強度非常大的宇宙射線。

而以上這些,說白了都是在小尺度上,引力主導所造成的,並不是什麼很奇怪的事情。所以,天體並不是不會發生對撞,只是由於太空太空曠,導致對撞的概率非常低。而當兩個天體遭遇對撞,比的就是誰的質量大,這引力就大,就有可能吃掉對方。


鍾銘聊科學


銀河系雖然有數以億計的恆星系,但每個恆星系都有自己的軌道,它們都圍繞這星系中心的黑洞旋轉,即使可能有星系一不小心“出了軌”,與其他星系發生了碰撞,那麼銀河系誕生這麼多年了,大多數星系也都趨於了穩定的軌道。還有一個難以發生碰撞的原因是各個恆星系的距離是非常遠的,以太陽系為例,距離太陽系最近的比鄰星系距離為4.2光年,而太陽系的直徑約為2光年,星系之間的距離如此之大,碰撞就是很小的概率事件了。

還有就是,太陽系繞銀河運行速度約為250公里每秒,但要繞銀河一週需要2.5億年,而我們人類能夠觀測星空的歷史也就幾千年,所以沒有發現星系碰撞也是合情合理的。




宇宙洪荒universe


一看題目就是一位不諳宇宙常識的朋友提出來的,因為銀河系沒有數億億顆恆星,只是科學界估計約1500億到4000億顆恆星。

過去認為銀河系直徑約有10萬光年,近些年隨著宇宙觀測能力的提升,人們對銀河系的瞭解越來越多,發現過去對銀河系大小遠遠低估了。

2015年,科學家發現銀河系銀盤存在著波浪狀結構,改變了過去認為的銀盤是一個平滑的盤狀結構看法。而且發現恆星密度高於預期,銀盤最外的邊緣還存在著恆星密集分佈的團塊,因此科學家認為銀河系至少比原來認為的要大50%,約有16萬光年直徑。

但在近幾年,科學家們在對一些恆星的金屬丰度分析過程中,發現恆星所處位置比原先估計的要更遠,在距銀河系中心4倍於太陽距離的地方,可能還存在屬於銀河系星盤的恆星。

太陽距銀河系中心約2.6萬光年,於是科學家們否定了之間認為銀河系約16萬光年的說法,認為銀河系星盤直徑可達20萬光年。

銀河系原先被認為是和仙女座星系一樣的漩渦星系,後來發現有一個約2.7萬光年長度,由塵埃和恆星組成的棒狀結構橫穿銀心,因此被定為棒旋星系。

不管棒旋星系還是漩渦星系,都像一個巨大的鐵餅,中間厚,邊緣薄,並且在不停的旋轉著。

這個旋轉是整體旋轉的,所有的恆星和星團、星雲、星際氣體和塵埃等,都圍繞著銀河系中心巨大的黑洞旋轉。所以這個巨大的星系是整體旋轉的,不是某顆恆星或者部分恆星在旋轉。

我們太陽也在這個龐大的系統中,隨著這個大轉盤公轉,速度每秒約250千米,轉一圈約2.5億年。

我們可以想象一下坐落在英國倫敦泰晤士河畔的倫敦眼,這個世界上首座摩天輪屹立在河畔,高達135米。

如果把它比喻為不斷旋轉的銀河系的話,那麼太陽就是粘在它某條臂上的一粒芝麻,在距離中心約16米的地方,隨著所有密佈其上的芝麻一起旋轉。

當然這只是一種比喻,按比例我們太陽是否有摩天輪上的一粒芝麻大,未經精確測算。

天上的星星看起來密密麻麻,但實際上還是很空曠的。

銀河系的恆星密度分佈並不均勻,越靠近中心越密集,越靠近邊緣越稀疏,但每顆恆星與恆星之間的距離平均約4光年。

這是一個什麼概念呢?就是兩顆恆星之間的距離,相當兩枚硬幣相距1000公里。我們可以想象一下,這兩枚硬幣在同步的圍繞著一箇中心旋轉時,相碰撞的機會有多大呢?

當然,這些恆星雖然是都在圍繞著銀河系中心旋轉,但它們的軌跡並不完全步調一致,甚至有個別恆星不按規矩出牌,遇到各種狀況突然發瘋橫衝直撞的。

即便如此,兩枚相距1000公里的硬幣要撞在一起的機率有多大呢?

如果在一個一千公里方圓的沙漠裡,沒有路,也沒有導航,即便是一輛汽車想找到另一輛汽車的概率有多大呢?君不聞沙漠中迷路失蹤的故事有多少?

因此,銀河系中恆星撞車的概率是存在的,但是極小極小的。

這樣的事情如果發生在太陽身上,那可比中六合彩大獎的概率小多了,如果真的中了,我們將隨著慶祝的焰火而灰飛煙滅。

就是這樣,歡迎討論。

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時空通訊


銀河有數億個恆星、行星,太陽在銀河高速飛行數十億年,為什麼不“撞車”?

這是一個非常好的話題,相信大家都知道銀河系大約有1000億-4000億顆恆星,而太陽系環繞銀河系的速度高達220千米/秒,這比人類速度最快的火箭還要高十幾倍,從地球誕生到現在大約已經有45億年了,大約已經環繞銀河系約20圈左右,肯定沒有撞上別的天體啦,要不然咱今天就不會在這裡吹牛了!

按理來說銀河系中熙熙攘攘,一不留神撞車也是可能的,畢竟都沒AI駕駛,撞個車也是可以原諒,但居然沒有撞車。也許我們得從認識銀河系開始!

銀河系認識歷史

從赫歇爾試圖畫出銀河系開始說起,畢竟銀河系是低頭不見抬頭見的天體,赫歇爾當年裹挾這發現天王星的威風,用他自己磨製的望遠鏡,帶著他也是天文學家的妹妹卡羅琳·赫歇爾一起,試圖為銀河系繪製一份詳細的星圖。

經過了數年的觀測,確定了十幾萬顆恆星的位置,終於畫出了一份慘不忍睹的銀河系地圖,就像一個攤破了的大餅,不過請勿褻瀆赫歇爾的工作,在他之後100年沒有任何比他更瞭解銀河系!

赫歇爾以後的天文學飛速發展,人類對夜空有更進一步的認識,比如梅西耶就對各式天體總結出了一個梅西耶星表,包含各種球狀星團、星雲與河外星系,但當年侷限於望遠鏡的口徑和距離測量技術,並不知道這些天體在銀河系以外!

愛因斯坦參觀威爾遜山天文臺

到了1914年天文學家沙普利利用威爾遜山天文臺1.5米口徑的反射望遠鏡,觀測了大量球狀星團的分佈,他發現球狀星團都是以人馬座中心的恆星密集區域為中心分佈,因此他推斷銀河系的中心應該位於人馬座方向!

經過4年的觀測,沙普利確定太陽系距離銀河系中心約5萬光年,後修正為3萬光年,不得不說沙普利的觀測還是比較精確的,和現代數據2.5萬光年相差並不大。

1926年瑞典天文學家林德布拉德提出銀河系由許多子系統組成,提出了銀河系自轉中心在人馬座方向。

1938年奧爾特用恆星統計法研究了太陽附近恆星的分佈,發現了銀河系的旋臂結構

1958年-1959年,奧爾特等人又利用射電望遠鏡繪製出了第一幅銀河系的中性氫21釐米波分佈圖(氫分子云),證實了銀河系的漩渦結構,還發現了正在膨脹中的3千秒差距旋臂。

1960年代提出了銀河系誕生與大片星雲的說法,但後來被銀河系邊緣也發現大量恆星的觀測所證偽,在後來觀測發現人馬座橢球星系環繞銀河系公轉被吞噬的,終於提出了一個銀河系通過吞併矮星系成長的模型,比較符合當前觀測。

後期伊巴谷衛星和蓋亞衛星則從赫歇爾手中接過了繪製銀河系模型的大旗,經過兩顆衛星的努力,觀測了十幾億顆恆星的精確三維位置數據後,3D銀河系橫空出世,儘管距離銀河系恆星下限1000億顆相去甚遠,但已經足以建立起銀河系的3D模型。

銀河系中無數恆星都在公轉,為什麼沒與發生交通事故?

其實我們來計算下銀河系中恆星分佈的平均密度即可瞭解,太陽系附近的恆星之間距離大約是4-5光年,可能大家不太清楚這是多大一個概念,地球和月球之間平均距離是38.4萬千米,一光年大概是2464萬個地月距離,而一個地月距離就能放下太陽系內所有行星還略有盈餘。

地月系距離之間塞下所有行星還略有盈餘

簡單的說大約能放下600萬個太陽系收尾連接,如果是4光年的話,至少能放下2400萬個太陽系!以光年為單位的距離實在不小,所以太陽系在銀河系中穿行的話還是比較安全的,就像在太平洋上兩個矇眼游泳的人,應該不太可能會撞在一起!

但在環銀河系軌道上上因為恆星之間的距離遙遠不容易相撞,但並不能管住局部的撞車事件,比如在太陽系形成初期就交通事故不斷,比如地球就很有可能被一顆叫做忒伊亞的行星撞擊而誕生了月球,而由於月球的誕生形成了才促成了地球上生命的誕生。

儘管這個理論並無實證,但比較能解釋月球相對於地球的比例,也能夠解釋地球自轉軸歪斜,還有成分上比較接近等等,這是迄今為止比較靠譜的說法。

  • 銀河系中的天體都那麼安分嗎?

其實並不是,包括太陽系附近的天體與太陽的距離都是時刻在變化的,比如各位熟悉的巴納德星就在迅速接近太陽,速度高達110千米/秒以上,但各位卻無需擔心它會撞上太陽,因為就像火星和地球相互接近一樣,但最終還是會離去!

8萬年內太陽系與附近恆星之間的距離,都是逐漸接近然後遠離,未來可能再無相遇機會,比如太陽系環繞銀河系公轉的下一圈,我們就不知道是哪顆恆星距離地球最近了!而上一次大概是在二疊紀和三疊紀時代,相信最近的恆星並非是比鄰星!

  • 銀河系中真的沒有恆星相撞嗎?

相撞說起來有點毛骨悚然,因為在恆星之間的引力場,它們在很久以前就感知到了對方的存在,會在引力的作用下形成雙星!假如一個雙星系統被另一顆恆星(或者黑洞)捕獲的話,那麼雙星中另一顆會被甩離!而且這樣的恆星還不少,在銀河系中這種叫做超高速星,因為它們的運動速度達到了銀河系的逃逸速度,在芸芸眾生中很容易被在近地軌道上的天基望遠鏡發現。

雙星的這種捕獲被甩離的行為非常類似於鏈球運動,轉動到一定角速度時突然放手,鏈球就飛走了!雙星系統也是如此,當環繞速度越來越高,雙星之間引力無法束縛,紐帶斷裂,那麼另一顆就拜拜啦!

哈勃望遠鏡下正在逃離星系的一顆恆星,這意味著很有可能有另一顆恆星已經被牢牢的抓住了,它的命運如何我們不得而知,但肯定不會是慘烈的相撞,最多也就被黑洞慢慢吸乾,再敲骨吸髓,最後連渣渣都不剩!

也許就是這樣,這種最多在X射線下能看到,而另一種如果是白矮星的話,也許就會整出個大動靜,因為白矮星吞噬物質後超過1.44倍太陽質量時將發生超新星爆發,這種就是Ia型標準燭光的超新星爆發。

搞不好還把主星給摧毀了,當然也有主星倖存的,比如第谷超新星爆發就是這樣,超新星爆發擴散的弓形波表示主星得以保全!


星辰大海路上的種花家


據計算,地球的平均半徑是6700多千米,而太陽大約有130萬千米的直徑,並且太陽的質量佔整個太陽系的99.86%,太陽和地球相比較,地球真是太小了。

我們知道太陽系除了唯一的恆星,還有行星以及無數小行星、彗星等星體,但是在銀河系面前,太陽系又是一個渺小的存在了。

銀河系的直徑在10至16萬光年左右,而銀河系的單位光年和千米比起來真的是一個天文數字,一光年大約94600億千米。

地球本身有自轉,同時還會圍繞著太陽進行公轉,而月球的陰晴圓缺也是月球圍繞地球公轉的結果。

瞭解宇宙的人相信都知道,絕對的靜止是不存在的。所有的天體都在自己的軌跡裡做著自己的運動,互不打擾,而且在宇宙中天體運動完全可以說是普遍現象。

宇宙中的天體之所以可以運動,可以用牛頓的萬有引力來解釋,在萬有引力的作用下,所有的天體和天體系統都在轉動。

地球以及那麼多的行星,恆星都在銀河系裡高速轉動,為什麼沒有撞上呢?

就拿地球來說吧,其實地球的公轉是需要遵循的一定的規律,就像地球的自轉一樣。

地球在圍繞太陽公轉的時候,就是在一個非實體的軌道上的規律性運行,需要遵守地球公轉的角速度和線速度,地球軌道和軌道面,以及黃赤交角等。

根據開普勒第二定律,太陽和地球之間的距離和地球的公轉速度是有關的,這就說明了地球的速度不是固定的,會隨著太陽和地球之間的距離而改變。

總的來說就是地球的公轉速度會根據其軌道位置而改變,這就是地球為什麼不會和太陽“撞車”的根本原因,大多數人糾結的行星為什麼沒有飛離、或撞上太陽也是這個原因。


星球上的科學


這個問題其實很好解釋,你在北京容易撞車,而在撒哈拉大沙漠上就很難撞車,數十億恆星、行星在無限的宇宙面前就如同在撒哈拉大沙漠上騎自行車,並不是說不會相撞(事實上星系、星球之間撞擊非常正常),但幾率小而已。


高維宇宙觀


銀河系中的恆星數量在1000億到4000億顆之間,彈性之所以這麼大是因為身處銀河系內的我們無法看到銀河系全貌,進而就難以精確估計恆星總量


我們的太陽是一顆位於銀河系獵戶座旋臂的黃矮星,誕生至今已有46億歲了,如今它正帶著太陽系所有天體以250km/s的速度繞銀河系中心黑洞人馬座A*公轉,每2.26億年才能轉完一個週期,也就是說迄今為止太陽至少已經轉完20圈了,在這個過程中太陽並沒有和其他任何一個天體撞上。

1977年9月5日發射的旅行者一號是第一個穿越太陽系小行星帶的探測器,但它沒有撞上任何一顆小行星。如果我們把太陽和4.22光年外的比鄰星都縮小成硬幣,那麼這兩枚硬幣之間的距離會達到數千公里。

地球和月球之前短短的38萬公里足夠塞下太陽系所有行星。


以上事實和數據都說明我們的宇宙是非常非常空曠的,旅行者一號當時穿越小行星帶就像是航母穿過太平洋一樣暢通無阻,同樣道理太陽在以250km/s速度的公轉路上也會因為恆星間數光年的平均距離而暢通無阻。

37.5億年後仙女座星系和銀河系的相撞事件,最終也會因為恆星間數光年的距離而互相穿過,想象中的“恆星大沖撞”是不可能發生的,只不過屆時地球的夜空會更加燦爛而已。

我們宇宙中的所有天體撞擊事件都是因為兩個天體的距離太近引起的,畢竟距離近就意味著引力強


宇宙探索未解之迷


銀河系中有三千多億顆恆星,由它們自身六種基本力(如原動力、引力、斥力、電磁力、核強力、核弱力)決定了它們自身的運行軌道,都在自己的軌道上運行,無論運行多久,都不會發生相撞現象。


中承明


撞車的事情太多了!看看月亮表面的大坑小坑!隕石落在地球上也是撞車!


心向隴西


真是杞人憂天!


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