[中配]9個宇宙真相：太陽不是太陽系中心

這是我們珍貴的藍色大理石 光滑、圓潤、無暇 每部太空紀錄片都展示了 那個在虛空中旋轉的完美球體 但是如果你是一位古代水手 憑藉星星來繪製航線 你可能會注意到一些奇怪的事情 某些路線花費的時間比預期稍長 今天衛星也注意到了這一點 地球並不是一個完美的球體 它是一個扁球體 這就是科學術語 指的是腰部有點胖 由於自轉地球在赤道處膨脹 在兩極稍微扁平 實際上赤道直徑約為12756公里 而極直徑為12714公里 這相差42公里 足夠疊起近五座珠穆朗瑪峯 甚至還有餘地 那麼如果我們連自己的星球 都不能信任為一個完美的球體 那麼在宇宙中 還有什麼是我們完全錯誤的呢? 太陽真的是太陽系的中心嗎? 在太空中真的能感受到零重力嗎? 黑洞真的是黑色的嗎? 事實證明 一些關於宇宙最顯而易見的事實 其實根本不是事實 所以如果你問某人 月亮會轉嗎? 十個人中大約有九個人會說不會 你知道的 我們總是看到它的同一面對吧? 另一個總是隱藏著 所以顯然月球只是在地球周圍漂浮 而沒有圍繞其軸自轉 但如果這真的是真的 月球根本不自轉的話 你實際上會看到它的所有面 當它繞著地球公轉時 未旋轉的月球 將逐漸向我們展現其表面的每一寸 這就像看著某人繞著你走圈 先是他們的臉 然後是側身 然後他們回來 然後換邊 但顯然 月球並不是這樣做的 月球被稱為潮汐鎖定 這意味著 它在繞地球一圈的過程中 正好自轉一次 每27.3天完成一次完整的自轉 與其軌道完美同步 同一面總是朝向我們 正是因為它的自轉速度 與繞地公轉的速度完全相同 但這個鎖並不是一直存在的 月球曾經轉動得更快 但地球的引力不斷拉扯它 形成潮汐隆起 逐漸減緩了它的自轉 直到月球被困在這場引力的盯眼賽中 而且月球也在對我們施加引力 只是由於它的質量不大 作用的慢得多 不過 它正在減緩地球的自轉 讓我們的日子每個世紀延長大約兩毫秒 快進這場星球的漫舞 大約50億年後 地球和月球將會相互潮汐鎖定 始終面對彼此的同一面 到那時 地球的一天將與月球的一個月相匹配 大約是47個地球日 想像一下連續工作三週 這肯定會導致筋疲力竭 幸運的是 在那個噩夢成為現實之前 大約50億年後 太陽將膨脹為一個紅巨星 很可能會吞沒我們的星球和月球 你看 你總是可以依賴我來獲取每日的樂觀預測 但在我們漂浮在那兒 永遠盯著那張同樣的月球面孔時 讓我們來談談 宇宙中supposedly沒有的其他東西 重力 你知道宇航員是如何進行零重力狀態的訓練的嗎 對吧 那是因為即便在低地球軌道 他們仍然漂浮著 努力黏附在表面上 但問題在於 國際空間站距離地球表面僅約400公里 在宇宙尺度上 這基本上是一次跳躍 在那個高度 重力仍然約有90%與地面上相同 如果你在這裡重100公斤 到了那裡仍然會重90公斤 那麼一切為什麼又會漂浮呢 因為國際空間站和裡面的一切都處於自由落體狀態 根據愛因斯坦的說法 這與完全沒有重力是一樣的 我們基本上把國際空間站加速到一個荒謬的速度 這樣它在下落時地球向下彎曲 因此始終不與地面碰撞 這就是我們所稱的低地軌道 不過 零重力這個說法確實可以有個更好的名字 因為宇航員並不是因為重力消失而漂浮 他們漂浮是因為重力是唯一對他們起作用的力量 並不會在你離開低地球軌道的瞬間突然消失 現在月球對你施加引力往外走 太陽的引力成為主導力量 這種影響延伸遠超過行星 甚至超越冥王星 觸及奧爾特雲中遙遠的彗星 再放大一些 銀河系的引力井變成了那隻看不見的手 引導著整個太陽系在太空中運動 圍繞著我們連看都看不見的銀河中心旋轉 更不用說銀河超星團尺度上的引力互動了 所以最基本的是 總有一些力量在牽引著你 力量變得微弱 參與者卻變得龐大 舞步也愈加複雜 所以最終宇航員並不是無重的 他們只是著陸記憶差 但這反而是件好事 不過至少太空是空的對吧 終極真空 只有你 你的宇宙飛船 以及無盡的寂靜虛空 不過這甚至不是誇張 而是徹頭徹尾的謊言 如果空間真的是空的 我們就不會看到現在看到的一半事物 宇宙射線不會撞擊我們的探測器 望遠鏡無法捕捉到閃爍的星雲 或遙遠的星系 每一張來自太空的照片 都會完全黑暗 但實際上 太空是充滿活力的 即使粒子稀少 它仍然充滿了粒子 在任何時刻 氫原子、氦、帶電等離子體 以及偶爾以高速 穿過你的數萬億個中微子 正形成一股稀薄的混合物 存在灰塵 足夠多以阻擋星光 或形成整顆行星 有磁場被爆炸的恆星 和旋轉的黑洞扭曲和纏繞 即使在這裡 太陽系內靠近地球的地方 空間大概有每立方厘米五到十個粒子 在浩瀚的星際空間中 密度降到每立方厘米約一個原子 有時甚至更少 聽起來還是毫無意義 試著清除一千億立方公里的東西 突然間 你擁有了足夠的物質去形成恆星 這還不算太陽風 太陽以每秒數百公里的速度 持續噴發帶電粒子 向太陽系注入高能等離子體 這就是為什麼 spacecraft需要屏蔽 極光會發生 宇航員只要走出去 就會遭受輻射暴露 但即使你以某種方式 將整個空間中的所有粒子和輻射都去除 它仍然不會完全空無一物 根據量子物理 甚至真空本身仍然存在能量 一個量子場無法完全靜音的極限嗡嗡聲 所以沒錯 太空可能感覺孤獨 但它從來不是真正的空曠 因為連宇宙也有負擔 但如果你曾經仰望天空 想過至少太陽是溫暖的黃色 那麼我還有另一個驚喜給你 如果我們的星星真的呈黃色 那就意味著它發出的藍光或紫光 會顯著少於我們習慣的那樣 這將會改變能量的平衡 影響地球的情況 在全普陽光下漸化的植物 可能會在光合作用中遇到困難 天空根本不會是藍色的 它們會傾向於綠色或灰色調 整個世界會變得黯淡 我們基本上就像生活在一個 復古的Instagram濾鏡裡 所以太陽並不是黃色的 而且在日落時也不會突然變成橙紅色 這僅僅是我們大氣層的光學錯覺 太陽發出所有可見光波長 但我們的空氣非常擅長散射較短的波長 這就是為什麼白天天空是藍色的 當陽光穿過更多的空氣層 例如在日出或日落時 更多的藍光和紫光會被散射 留下較長波長的黃色橙色和紅色 但如果你走出地球大氣層 比如去低地球軌道的國際空間站 那個錯覺就消失了 太陽呈現出鮮明而明亮的白色 那為什麼天文學家還稱它為黃色矮星呢? 這又是一個誤稱 就像在失重狀態下 我們圍繞著一顆G型主緒星 它的溫度足以發出白光 帶著一絲黃色的色調 較輕的K型恆星實際上是黃色的 但天文學家稱它們為橙矮星 我想是為了給混亂增添一致性 所以到了這個時候 咱們就此打住吧 在地球上看起來是泛黃的 但在太空中則是純白的 現在當我們在太空時 想像整個太陽系 太陽處於中心 行星像發條一樣圍繞它運行 當然 這種說法至少過於簡化了 太陽可能佔據了太陽系總質量的99% 但這並不意味著它不受行星的引力牽引 無論這些行星多麼微小 所以實際上 行星並不是圍繞太陽本身運行的 它們圍繞著中心運行 這個中心是整個太陽系的共同質量中心 而且這是一剎不斷變化的點化 一種重力翹翹板支點 隨著行星在軌道上的位置而改變 現在木星是這裡的重量級冠軍 它的質量是其他所有行星總和的兩倍多 遠離太陽 它產生巨大的引力影響 土星、天王星和海王星也在其中 像是擁有強大質量的備用舞者 正是因為這些遙遠的巨行星 太陽系的質星常常位於太陽表面之外 我不是說偶爾 在很長的時間尺度上 它約有62%的時間是在太陽之外 是的 字面上來說 超出了太陽的外邊緣 大約在距離中心696000公里的地方 實際上 到2025年 太陽系的最核心部分也遠在太陽之外 並將在接下來的20年裡保持在那裡 聽起來瘋狂 但還有什麼更瘋狂的呢? 正是因為這些外星行星對其母星造成的搖擺 我們才發現了數百顆系外行星 所以太陽並不是它自己系統的中心 更像是在一條極為凌亂的圓圈舞隊伍中領先 穿越太空 繞著一個看不見的平衡點 描繪出微小的螺旋 同時拖著8顆困惑的行星和一堆剩餘的岩石 但別擔心 我們還有銀河系來給我們提供一些解構 對吧? 我的意思是 我們都知道這是怎麼回事 銀河圍繞中央的超大黑洞旋轉 不管是否是重心 這個巨大存在基本上支配著數千光年寬的 所有恆星和星雲 不過 事實並不是這樣 是的 銀河系中心有一個黑洞 它被稱為人馬座A星 體積巨大 約為我們太陽質量的430萬倍 聽起來很多 實際上在當地確實如此 在幾光年內 它主宰著一切 恆星以驚人的速度繞它旋轉 氣體雲被撕裂 偶爾一些不幸的恆星在潮汐破壞事件中被撕碎 像一個宇宙犯罪現場一樣 點亮整個星系 但稍微縮小一下視角 射手座A星的壯觀程度就顯得低得多 因為銀河系中包含了數百億顆恆星 更不用說組成其大部分質量的氣體 塵埃以及一片看不見的暗物質海洋 整個銀河系的質量 與此相比 我們的中心黑洞就有點像是一個捨入物差 事實上 如果你徹底移除人馬座A星 噴一下子就消失了 銀河系幾乎不會察覺 它不會解開 它不會飛散 星星們將繼續旋轉 依靠自身的引力和橫跨光環的龐大暗物質網絡維繫 所以認為我們的星系像行星繞太陽一樣 圍繞中心黑洞轉動的這個想法 好故事 完全錯誤 實際上 星系的旋轉並不是由一個單一的點所錨定 而是由分佈的質量所主導 是所有恆星氣體和看不見的物質之間的引力舞蹈 就像每個人都在舞池中旋轉 形成由它們集體存在所塑造的模式 黑洞的影響僅在市中心區域纔是相關的 所以 不 弓箭座A星並不是銀河系的首席執行官 更像是一個情緒化的中層經理 坐在一個華麗的辦公室裡 沒錯 這引人注意 但並不掌握主動權 說到這個 黑洞本身是黑色的 對吧 我的意思是 這名字就說明瞭 黑洞一個黑暗無形的深淵 吞噬一切 包括光線 卻什麼也不給回 好吧 這就是悖論 如果黑洞真的完全不可見 我們根本無法探測到它們 但我們確實如此 望遠鏡 尤其是X射線望遠鏡 可以觀察到從黑洞附近區域發出的宇宙中 最亮 最有能量的光 記住 2019年 當事件世界望遠鏡捕捉到首張真正的超大質量黑洞圖像時 它並不僅僅是一個黑色污點 而是一圈圍繞著暗中心的光輝火焰 甚至那中心並不是黑色的 這是因為整個過程是由吸積盤照亮的 吸積盤是一盤旋轉的氣體和塵埃 掙扎著朝著滅亡而去 在下落時被壓縮並加熱到數百萬度 而且這些熱量以各種波段輻射 尤其是在X射線範圍 讓黑洞周圍的空間成為宇宙中最明亮的地方 那麼什麼纔可以真正被視為黑色呢 只是事件世界那個連光都無法逃脫的無形邊界 但即便如此 那也不是一個物體 這不是一個表面或牆壁 這是一個物理極限 一個時空中的不歸區 但如果你真的穿過了它 與大多數模擬相反 你不會發現寂靜和黑暗 你會被光照射不是來自黑洞本身 而是來自它之前吞噬的一切 所有下落的輻射 所有扭曲的光子 它們並不會就這樣消失 從你的角度來看 它們會以一種最終的可怕的方式 朝你襲來 宇宙級別的激光秀 那為什麼在模擬中不展示呢 我猜 這真的很難重現 總之 黑洞並不像我們想像的那樣 是黑色的 它們被發光的盤面環繞 內部也發出光輝 黑暗的部分 不過是一種視覺幻覺 而在這裡 我們幾乎錯過了最大的誤解 黑洞並不是在吸東西 它們像銀河系的掃地機器人一樣 在太空中遊蕩 吸收眼前的一切 你靠近了黑洞的一般範圍 噢 被拉成義大利麵 然後消失 但事實是 黑洞並不會吞噬 它們會吸引 就像任何有質量的物體一樣 它們遵循與恆星和行星相同的引力規律 沒有什麼神奇的 只是質量扭曲了時空 事實上 如果將太陽換成一個質量相等的黑洞 地球的軌道將不會發生任何變化 我們會繼續盤旋 就像現在一樣 只不過在短短幾個月內凍死 這就是全部 沒有螺旋下沉 也沒有戲劇性的 世界末日真空效應 只是照常進行 只是少了陽光 這是因為引力並不在乎物體是什麼 只關心它有多重 以及你離它有多近 從遠處看 黑洞只不過是另一個引力天體 麻煩只有在你真的靠近時才開始 在幾個世界之內 物理學開始扭曲 如果你正在面對一個旋轉的黑洞 老實說 大多數黑洞都是這樣 那情況就更加奇怪了 這種旋轉會帶著時空旋轉 就像一把巨大的勺子攪動宇宙湯 這形成了世界世界外的一個區域 稱為能量層 在那兒 你根本無法靜止不動 時空本身在移動 所以即使你試圖靜止不動 你也會被拖拽 就像一片被漩渦捲住的葉子 你還沒有掉進去 但你不管願不願意都在公轉 聽起來很可怕 對吧 但即使在那兒 你也不一定會註定失敗 事實上 你更有可能被黑洞彈出 而不是被它吞噬 這個區域實際上可以以極高的能量 將粒子向外拋出 這甚至被提議為一種宇宙彈弓機制 物理學家羅傑.彭羅斯建議 從原則上講 您可以通過進入能量區 並帶著筆進入使更多的能量逃離 來從旋轉黑洞中提取能量 這被稱為彭羅斯過程 它不是科幻 只是非常困難 所以 歸根結底 黑洞並不是像宇宙吸塵器那樣 把你吸進去 它們旋轉 它們拖動時空 它們扭曲現實 但大多數時候 它們只是希望你尊重它們的界限 但關於恆星 行星 和黑洞的所有這些誤解 其實有一個共同的來源 大爆炸 我知道這個轉折有點突兀 但是聽我說完 當我說宇宙大爆炸 你們大多數人會想起這個視頻 在虛無中閃現的濁暮光芒 將星系如宇宙碎片般拋出 不過那張圖片呢 完全錯誤 如果大爆炸 真的在太空中是一次爆炸 一個單一的爆炸點 我們就應該能看到它 會有一個邊緣 一個中心 一個你可以指向並說 事情是從那裡開始的方向 但當我們望向宇宙時 什麼邊緣、中心和爆炸痕跡都不見 只看到星系無處不在 正遠離我們 並且彼此之間在各個方向上是相等的 那是因為大爆炸 並不是在太空中的一次爆炸 這是一種空間的創造與擴展 中間並沒有一個火熱的球體 坐落在一片空曠的虛空之中 宇宙並沒有爆炸 它展開了 如果你自認為是個太空迷 那請告訴我 它正在向哪裡展開 我會看到你們的誤解 也可能看到一些正確的答案在評論中 謝謝