เรากำลังเคลื่อนเข้าใกล้ใจกลางกาแล็กซี่ของเรามากขึ้นเนื่องจากมีหลุมดำขนาดใหญ่เป็นพิเศษหรือไม่?


12

ฉันเคยเห็นในสารคดีว่าที่ศูนย์กลางของกาแลคซีแต่ละแห่งเป็นหลุมดำขนาดใหญ่มากซึ่งจับกาแลคซีด้วยกัน

เนื่องจากหลุมดำมีแรงดึงที่รุนแรงเราจึงถูกดึงเข้ามาใกล้หลุมดำนี้มากขึ้นเรื่อย ๆ หรือไม่?


1
เราโคจรรอบศูนย์กลางกาแลคซีด้วยแขนข้างหนึ่งของทางช้างเผือก ฉันจินตนาการว่าถ้าวงโคจรของเราไม่มั่นคงเราจะหมุนออกจากจุดศูนย์กลางไม่ตกหล่น แต่บางทีใครบางคนสามารถนำการศึกษาอย่างจริงจังมาที่นี่ได้
ชื่อว่า 2voyage

คำตอบ:


7

นั่นไม่ใช่วิธีแรงโน้มถ่วงจริงๆ

เมื่อกาแลคซีก่อตัวฝุ่นทั้งหมดที่ตกลงสู่มันจะรักษาโมเมนตัมเชิงมุมรอบจุดศูนย์กลาง (และรูปแบบนี้ซ้ำรอบดาวฤกษ์ในพื้นที่และดาวเคราะห์รอบรอบดาวเหล่านั้น ฯลฯ ) ซึ่งนำไปสู่โครงสร้างที่ค่อนข้างเสถียรที่เราเห็นในปัจจุบันด้วยแขนกังหันเป็นต้น

การชนและการชนใกล้เคียงสามารถเปลี่ยนทิศทางของวัตถุที่โคจรรอบศูนย์กลาง แต่เราอยู่ค่อนข้างไกลดังนั้นในขณะที่เราสามารถเปลี่ยนวงโคจรได้เราน่าจะเคลื่อนไหวได้กว้างกว่าในระยะสั้น

ในระยะยาวมันเป็นความสมดุลระหว่างการสูญเสียโมเมนตัมเชิงมุมของทางช้างเผือกในภาพรวมเนื่องจากการลากคลื่นแรงโน้มถ่วง ฯลฯ และการเติบโตที่ช้าของหลุมดำที่กึ่งกลาง


3

มีข้อสมมติฐานที่ไม่ถูกต้องในคำถามนี้ ไม่มี "หลุมดำขนาดใหญ่พิเศษที่จับกาแลคซีด้วยกัน" มีเพียงหลุมดำมวลมหาศาล

มักเชื่อกันว่าหลุมดำมีแรงโน้มถ่วงมหาศาล จริงๆแล้วพวกมันมีแรงโน้มถ่วงของมวล หลุมดำของมวลดวงอาทิตย์ 50 ดวงนั้นไม่มี "พลังความโน้มถ่วง" มากกว่าดาวฤกษ์จำนวน 50 เท่าของดวงอาทิตย์ และถ้าดวงอาทิตย์เปลี่ยนเป็นหลุมดำทันที (มีมวลเท่ากัน) วิถีโลกจะไม่เปลี่ยนแปลงเลย (แต่ใช่คุณจะต้องเปิดฮีตเตอร์!)

คำถามคือเมื่อพิจารณาว่าหลุมดำที่ใจกลางกาแลคซีของเรานั้นใหญ่มากมันมีบทบาทสำคัญสำหรับดาวอย่างดวงอาทิตย์หรือไม่ ในการตอบคำถามนี้คุณต้องถามตัวเองว่ามวลของหลุมดำนั้นมีความสำคัญหรือไม่สำคัญต่อมวลของส่วนประกอบอื่น ๆ ที่อยู่ในวงโคจรของดวงอาทิตย์ของเราหรือไม่

มวลของหลุมดำที่ใจกลางกาแลคซีของเรามีประมาณ 10 ^ 6 (1 ล้าน) มวลดวงอาทิตย์ (จากบทความนี้: http://arxiv.org/abs/0810.4674 ) มวลรวมของกาแล็กซี่อยู่ที่ประมาณ 10 ^ 12 (พันล้าน) มวลดวงอาทิตย์ ( http://arxiv.org/abs/1102.4340 ) มวลภายในรัศมีของดวงอาทิตย์นั้นลดลง (คุณสามารถคำนวณได้จากความเร็วของดวงอาทิตย์และระยะทางจากศูนย์กลาง) แต่ยังคงมวลของหลุมดำนั้นเล็กมากเมื่อเทียบกับส่วนที่เหลือของมวลที่อยู่ภายใน รัศมีของดวงอาทิตย์ ดังนั้นเพื่อให้เอฟเฟกต์ของหลุมดำเด่นคุณจะต้องเข้าใกล้มันมาก

จะเกิดอะไรขึ้นถ้าแทนที่จะเป็นหลุมดำขนาดใหญ่พิเศษนี้จะมีดาวจำนวนมากรวมมวลของหลุมดำทั้งหมด ไม่มีอะไร หากจะไม่เปลี่ยนแปลงอะไรบนเส้นทางการเคลื่อนที่ของดวงอาทิตย์

หากต้องการเปลี่ยนเส้นทางการเคลื่อนที่ของดวงอาทิตย์และทำให้ดวงอาทิตย์ "ตก" สิ่งที่คุณต้องการคือ:

  1. มวล "ดึง" เพิ่มขึ้น แต่ไม่มีเหตุผลใดที่มวลนี้จะปรากฏขึ้นทันที
  2. บางสิ่งบางอย่างเพื่อลดความเร็วของดวงอาทิตย์รอบวงโคจรของมัน อาจเป็นกรณีที่ดวงอาทิตย์ถูกทำให้ช้าลงโดยแก๊สของตัวกลางระหว่างดวงดาว แต่ผลกระทบนี้มีขนาดเล็กมาก
โดยการใช้ไซต์ของเรา หมายความว่าคุณได้อ่านและทำความเข้าใจนโยบายคุกกี้และนโยบายความเป็นส่วนตัวของเราแล้ว
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.