黑洞為什么不吸太陽和月亮還有地球呢?

黑洞不是不吸引太陽和月亮,事實恰恰相反,正是由于黑洞對太陽、地球、月亮等都有吸引,才能形成當前的運動軌跡。只是在考慮這個問題時,我們需要分析天體各自的綜合受力情況。

黑洞對太陽的吸引

我們知道,太陽系是更大星系——銀河系的一個組成部分。太陽質量在整個太陽系中占比達99.8%以上,可謂不折不扣的一家獨大。

銀河系由約4,000億顆恒星系組成,太陽系是其中成員之一。

天文學家普遍認為,每個大型星系中心都至少有一個超大質量黑洞。銀河系也不例外,銀河系中心的超大質量黑洞,其引力范圍管轄著周邊10億光年的宇宙空間。當然,銀河系的黑洞遠不止中心一個。

太陽系距銀河系中心約2.5萬光年,毫無質疑會受到銀河系中心超大質量黑洞的吸引。

以前,通常認為太陽作為恒星,是靜止不動的。各大行星帶著自家衛星及零散成員圍繞著太陽旋轉,理想的畫面是這樣👇👇👇

其實,在銀河系超大質量黑洞的引力之下,太陽帶領太陽系成員,也在圍繞銀河系中心旋轉,近兩年流行的畫面是這樣👇👇👇

既然黑洞這么厲害,那它為什么沒有把太陽直接吸進去呢?

小時候,我們應該都玩過的一個簡單小游戲,大致構造是繩子的一端拽在手里,另外一端系著一個物體(如小球,鐵環、石子、木棍等之類),然后使勁的甩著轉圈。

如果想把物體甩的越快,很明顯能感覺到手上使出的力道也要更大些。當我們放開手中一端的繩子,物體就會飛出,不再轉圈。

中學物理課本中,我們都學過一個概念叫“向心力”。向心力的作用,就是無時無刻都想將運動的物體牢牢“牽”著,圍繞這個中心旋轉。而運動中的物體,仿佛受到某種拉扯,時刻想要飛離出去,這種“拉扯”稱之為“離心力”。離心力的大小,與物體的質量和運動速度(線速度)息息相關。

離心力并非真實存在,是為了方便研究圓周運動物體的受力分析,設定的一個虛擬力。在定義上,對于作勻速圓周運動的物體,其離心力與向心力是同時存在、大小相同、方向相反的兩個力

宇宙的任何物體都處于運動狀態,太陽也是如此。運動著的太陽始終想向一個無邊無際的方向直線飛去,當它受到銀河系中心超大質量黑洞的萬有引力牽引,由遠及近一開始速度不斷加大,同時改變了原本直線運動的方向,朝銀河系中心黑洞位置靠近。距離近了,太陽受到黑洞的引力也進一步增加。

當改變了運動方向的那一刻,太陽的“離心力”就體現出來了,因為它好像受到某種拉扯(其實是慣性作業),還想繼續保持前一刻的那種直線狀態。但由于黑洞的這種牽引時刻都在發生著,太陽的直線方向也就時刻在改變著。

太陽受到的萬有引力和離心力大小,分屬的物理量有差異,最終會在其處于距離中心黑洞某個位置時兩者達到動態平衡,從而使得太陽圍繞中心黑洞做規則的圓周運動。

所以,如果太陽沒有受到黑洞的吸引,它也就不會乖乖的停留在銀河系了

但換句話說,太陽即使不在銀河系逗留,在漫長的征途中它總會碰到其他一些大型黑洞,還是會出現如上的一幕,最終圍繞另外某個黑洞旋轉。

黑洞對地球的吸引

地球相對于太陽,就像太陽相對于銀河系中心的黑洞一樣。地球圍繞太陽的公轉,也是基于其圓周運動的離心力和太陽萬有引力提供的向心力達到動態平衡。

萬有引力公式:

萬有引力常數G是個定值。兩個天體,對同一個研究對象的引力大小,是與各自質量M(太陽)、M(黑)成正比,與研究對象距這兩個物體的距離平方成反比。

這里說的研究對象,就是地球。而兩個天體,就以太陽及銀河系中心黑洞兩個為例,則有:

如果說上式中M(黑洞)無法取準確數值,而無法計算準確結果的話,可以通過太陽受黑洞萬有引力F(黑洞對太陽)=F(太陽向心力)=m(太陽)·ω²(太陽)·r(太陽距黑洞)的1/333000,近似為地球受到黑洞的引力大小。求得這個比值的結果約為2.5億 :1

上面的ω(太陽)=Ч/t,Ч為2π,t為太陽公轉周期約2.5×10⁸年;地球距黑洞的距離可以近視為太陽距黑洞的距離2.5萬光年;而地球是太陽質量的1/333000,所以F(黑洞對地球)≈1/333000·F(黑洞對太陽)

當然,也可以直接用F(黑洞對地球)=m(地球)·ω²(地球)·r(地球距黑洞)來計算。這里的ω(地球)不是地球的公轉周期,而是等同于太陽的公轉周期ω(太陽)=2.5×10⁸年,且由于日地距離相對于太陽距黑洞距離的2.5萬光年可以忽略不計,故r(地球距黑洞)≈r(太陽距黑洞)。求出的比值結果依然是2.5億 :1。

由此可見,黑洞對地球也是與吸引的,而且引力還不小。但相對于“近水樓臺”的太陽對地球的吸引力,黑洞的吸引力又顯得九牛一毛,影響輕微,幾乎可以忽略不計,甚至不值得一提。

黑洞對月亮的吸引

雖然問題中未提及黑洞對地球是否有吸引,及引力作用的影響大小。但增加這一討論,也是為了更好回答黑洞對月亮吸引的影響。

月亮是地球的衛星,被地球吸引圍繞地球做圓周運動。其實同理,月亮也會受到黑洞的吸引,當然還有太陽。我們現在需要討論的是,月球受到地球吸引和黑洞吸引的引力大小比值。

同上第一節,將F(黑洞對月亮)=m(月球)·ω²(月球)·r(月球距黑洞),求得比值約為1.1億 :1

太陽系內,月球離地球及太陽的距離,相對于太陽離黑洞2.5萬光年均可以忽略不計,即r(月球距黑洞)≈r(地球距黑洞)≈r(太陽距黑洞)。月球伴隨地球和太陽圍繞銀河系中心旋轉,其ω=Ч/t中的t取值也是2.5×10⁸年。

1.1億 :1,這也就是說,相對于地球對月亮的引力,黑洞對月亮的引力大小仍然可以忽略不計。

依此類推,其實我們還可以求出F(太陽對月亮) :F(黑洞對月亮),大小依舊約為2.5億 :1。

由此我們又發現另外一個問題:太陽對月亮的引力大小,比地球對月亮的引力還大,是地球對月亮引力大小的2倍還多。

那么,月球為什么沒有直接被太陽俘獲,而成為了地球衛星,圍繞著地球旋轉呢?(歡迎大家評論區留意討論)。


綜上,太陽、月亮及太陽系其他成員,均受到了黑洞的吸引,但各自體現出的結果有較大差異。

黑洞對太陽的吸引,表現出了太陽圍繞銀河系中心旋轉。

而在太陽的勢力傘下,遙遠的黑洞似乎有點鞭長莫及,對系內其他成員的影響力可以忽略不計。

10 条回复 A文章作者 M管理員
  1. 黑洞是看不見的沒有光,黑洞應該是反物質最多的,其實宇宙也有反物質星球,地球大概2080會遇到

  2. 我認為:黑洞像是一個生產星球的機器,把宇宙中的尖埃和其他物質吸附在一起,形成各種星球,完成新陳代謝的功能

  3. 以前聽說過,宇宙中所有物體全是直線運動,因為時空彎曲才變成曲線,引力只是時空彎曲的表象。拿臺球桌舉例,正常臺球桌上的臺球受到外力作用時會沿著臺球桌平面運動,當假設臺球桌面向中間彎曲時,則臺球會直接向桌面最低點運動而改變了原來的直線軌跡,這時如果把平面桌面當作時空的話,那么彎曲的桌面就是時空彎曲。

  4. 太陽吸引著你你察覺的到嗎 不是不吸,是距離太遠了,在就太陽不是每2.3億年繞銀河一周嗎,而且每繞一周都會往銀核靠近,因為銀核中間有一個超大的黑洞,

  5. 我想知道的是,其他的恒星上也有像太陽一樣的發光體嗎?

  6. 我覺得是因為月亮質量小

  7. 其實什么叫黑洞?什么叫宇宙能量都沒有搞清楚?

  8. 10億光年都受引力作用,假設中心黑洞消失了,距離10億光年處多少時間感到沒引力了呢?

  9. 黑洞已經被證實是真實存在了嗎,我沒看到過這樣的文章,都是猜想吧!

  10. 黑洞到底是什么根本沒有定論,因為無法直接觀察到,它是不是天體都沒辦法說,也許只是時空的扭曲,把所有天體都拉像那里,從而形成了一種引力的假象,其實那里什么都沒有