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星系旋转最初的角动量是咋来的,宇宙是否也在旋转?

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发表于 7 天前 | 显示全部楼层 |阅读模式
“不管有没有我,地球仍然在扭转,齐全都在继续。”——菲尔·安塞尔莫
在我们四周,从微观到宏观,我们最轻易感遭到的是一个物体围绕另一个物体扭转。例如:电子绕核,卫星绕行星,行星绕恒星,恒星绕着星系中心。那末题目来了,星系是绕着什么工具扭转,大要说绕着什么工具公转?而且我们现在晓得大要存在多元宇宙,那末我们的宇宙能否也绕着什么在扭转?本日就说下这个题目。
让我们从宇宙的最起头说起!
宇宙暴涨缔造了大爆炸的初始状态,自旋是粒子与生俱来的特征

我的关键词 星系旋转最初的角动量是咋来的,宇宙是否也在旋转?  新闻


在我们的宇宙布满物资、辐射、中微子、暗物资或现在在其中发现的任何粒子之前,宇宙的早期处于一种指数收缩的状态,在时空中唯一的能量是终间自己固有的能量。这就是宇宙暴涨期间,是它致使了大爆炸发生也缔造了大爆炸早期宇宙灼热、浓密布满物资和辐射的状态,我们称之为宇宙的诞生。
在暴涨的时候里,据我们所知,真空能量发生了量子涨落,但相互之间不能相互感化,由于空间的收缩的太快,在光速下举行相互感化没法发生。而且暴涨在全数地方和全数偏向上都是一样的,也没有任何特别典范的首选轴。
当暴涨竣事时,空间内在的能量衰变到物资、反物资和辐射中,可是有一小部分真空能量被“锁”在了空间里,就是我们现在说的暗能量。这些量子涨落在指数收缩的宇宙中发生了密度太高和密度太低的地域。
我的关键词 星系旋转最初的角动量是咋来的,宇宙是否也在旋转?  新闻


这就是我们所说的大爆炸阶段。宇宙缔造出了标准模子中的全数粒子和我们现在尚未发现的粒子。从一路头,全数的底子粒子都具有固有的角动量:一种被称为自旋的特征,没法与粒子自己分手。
每个电子、夸克和中微子的自旋为±,每个胶子或光子的自旋为±1。假定引力是依照我们所以为的量化方式,那末引力子的自旋为±2,在全数底子粒子中,只要希格斯玻色子的自旋是零。
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粒子生来并没有相互之间的角动量

当宇宙中全数的粒子被第一次缔造出来的时候,粒子之间还没有机会相互感化。所以说按照我们的大白,宇宙并不是生来就有一个粒子绕着其他粒子转的。可是粒子生来就具有内在的动能,而且宇宙在差别的位置上有着差别的密度。
当粒子碰撞和引力相互感化时,密度太高的地域会在引力的感化下吸引越来越多的物资和能量,而密度较低的地域则变得加倍希奇,把它们的物资和能量转移到四周密度相对较大的地域。
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当宇宙冷却时,夸克凝聚成原子核,原子核有自己固有的角动量,受原子核和粒子物理定律安排。类似地,当宇宙冷却到足以构成中性原子的时候,原子并不是波尔“行星轨道”模子,而是电子会占据特定的量子态,全数的量子态都有自己固有的自旋和轨道角动量,如上图所示。
当宇宙构成中性原子时,密度太低和密度太高地域之间的引力差别跟宇宙刚诞生时相比,已经被放大了很多倍。
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引力感化下的潮汐力矩

当宇宙还很年轻的时候,宇宙就有了怪异的引力地域,这些地域城市成长成我们现在看到的恒星、星系、星系团等等,而这些地域(还没有在引力感化下塌缩成星系的气体云)会相相互对移动,并对相互施加引力。
除非这些引力源(气体云)都具有很是不成思议的特征:即它们都是完善的球形,同时气体云的只是沿着设想的直线活动,那末两个气体云之间会对相互施加一种很是特别的力:潮汐力矩。
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每一个点上的物资和能量与其他物资和能量活动的相对差别等,城市在引力的感化下发生一个扭矩,就像我们向上或向下推扳手会使螺母转动一样。
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潮汐力矩在巨细标准上存在,并影响了我们所知的每一点物资,不停到单个原子之间的相互感化。随着时候的推移,引力坍缩起头发生,这些少许的角动量(其中50%应当是顺时针,50%应当是逆时针)足以使庞大的气体云扭转得很是迟钝。
在物理学中有一些守恒量。我们对能量守恒很熟悉:能量不能被缔造或扑灭。可是还有一个动量守恒,动量也不能被缔造或扑灭。假如你观察一个扭转的格式溜冰活带动,当他或她把胳膊和腿拉近身段时,你便可以看到动量守恒的效应。
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经过改变一个系统的惯性矩(使质量散布更靠近扭转轴),按照角动量守恒系统的角速度或转速就必须增加。例如,我们的太阳自转周期略小于一个月,假如我们把太阳坍缩成一颗白矮星,一个和地球差不多巨细的物体,那末太阳的角速度将会增加到每36分钟就会自转一周!
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A级恒星和白矮星
当触及到恒星系统,单个的行星和卫星,大要全部星系时,我们现实上看到的不止是一个密度大的静止物体,这就证实白宇宙中每一个已知的系统都履历过潮汐力矩的相互感化,而且相对于宇宙中的其他物体具有非零的角动量。
总结:星系、星系团中心引力并不是一些扭转的底子

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  • 星系绕什么扭转?
换句话说,我们都晓得大部分星系的中心都有一个超大质量黑洞,可是黑洞的存在并不是致使星系扭转的底子原因原由,即使没有黑洞的存在星系也会继续扭转,恒星也会继续围绕星系中心扭转!究竟上,我们也看到很多没有中心黑洞的螺旋星系,这些星系也在照旧完善的运转。
所以万有引力、不成禁止的潮汐力矩和角动量守恒是齐全天体都在扭转的底子原因原由!是以在星系团中,星系也在相互绕中心扭转,而这其中心并不必要有什么超大质量的天体!
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  • 宇宙能否在扭转?
另一方面,假如我们把全部宇宙看做一个团体呢?我们现在以为宇宙没有在团体扭转,由于万有引力没有(也永久不会有)机会在比可观察宇宙更大的标准上相互感化,就算存在多元宇宙,而这些宇宙之间是没有任何联系和信息交互的,究竟我们现在以为引力是以光速在传播,而我们宇宙的收缩速度都已经超出光速了。
从理论上讲,宇宙也大要有必定的角动量,但这不是引力酿成的,而是它与生俱来的特征,假如真是这样,这将又是一个庞大的谜团!


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