眾所周知,太陽系一直在圍繞著銀河系中心公轉(zhuǎn),那么,迄今為止,太陽系在銀河系中轉(zhuǎn)了多少圈了呢?很明顯,我們只需要知道太陽系存在了多久,以及太陽系在銀河系中轉(zhuǎn)一圈所需的時(shí)間,就可以得到這個(gè)問題的答案。
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在過去的日子里,科學(xué)家已經(jīng)基本確定了太陽系的年齡,這主要是通過兩種方法結(jié)合起來所確定的。
第一種方法就是對太陽系中最古老的物質(zhì)進(jìn)行放射性同位素測年,這些物質(zhì)主要來自那些古老的小行星墜落到地球表面形成的隕石,因?yàn)樗鼈兣c太陽基本上在同一時(shí)間由原始的太陽星云形成的,并且?guī)缀跷幢桓淖儭?/p>
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另一種方法就是,將太陽的質(zhì)量、亮度和當(dāng)前成分等等觀測數(shù)據(jù)輸入恒星結(jié)構(gòu)與演化模型,計(jì)算出太陽從其誕生之初到演化到目前階段所需要的時(shí)間。
就目前的情況來看,這兩種方法都指向同一個(gè)結(jié)果,那就是太陽的年齡大約是46億年。
那太陽系在銀河系中轉(zhuǎn)一圈所需的時(shí)間又是多少呢?這個(gè)就有點(diǎn)傷腦筋了,不過我們可以先來做一個(gè)簡單的模型,即太陽系的公轉(zhuǎn)軌道是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的圓形,并且其公轉(zhuǎn)速度是均勻的。

這樣一來,我們只需要太陽系的公轉(zhuǎn)速度以及太陽系到銀河系中心的距離,就可以得出這個(gè)圓形軌道的周長,然后將其除以太陽系的公轉(zhuǎn)速度,就可以簡單計(jì)算出太陽系在銀河系中轉(zhuǎn)一圈所需的時(shí)間。
測量太陽系到銀河系中心的距離和太陽系的公轉(zhuǎn)速度,主要依靠天體測量與射電天文學(xué)技術(shù)。
簡單來講就是,先精確測定銀河系中心的坐標(biāo),然后通過測量環(huán)繞銀河系中心的恒星(尤其是靠近銀心黑洞的恒星)的軌道運(yùn)動(dòng),結(jié)合恒星視差與多普勒效應(yīng),就可以計(jì)算出太陽系相對于銀河系中心的空間位置,進(jìn)而得出太陽系到銀河系中心的距離。
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在此基礎(chǔ)上,再根據(jù)銀河系旋轉(zhuǎn)曲線,利用太陽系相對于銀河系中心的徑向速度與切向速度分量,就可以計(jì)算出太陽系的公轉(zhuǎn)速度。
這個(gè)說起來簡單,做起來其實(shí)非常復(fù)雜,不過好消息是,科學(xué)家現(xiàn)在已經(jīng)算出來了,計(jì)算結(jié)果為,太陽系到銀河系中心的距離約為2.6萬光年,其公轉(zhuǎn)速度約為230公里/秒。
有了這些數(shù)據(jù),我們就可以計(jì)算出,太陽系這個(gè)圓形軌道的周長約為16.328萬光年,1光年大概是9.46萬億公里,換算下來就是大約154.5億億公里,將這個(gè)數(shù)字除以230公里/秒,就可以得到,在上述的模型中,太陽系在銀河系中轉(zhuǎn)一圈所需的時(shí)間大約是2.13億年。
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當(dāng)然了,這只是基于一個(gè)非常簡單的模型計(jì)算出的結(jié)果,實(shí)際上,太陽系在銀河系中的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)要復(fù)雜得多,比如說太陽系的公轉(zhuǎn)軌道不可能是完美的圓,其公轉(zhuǎn)速度也不是絕對均勻的。
除此之外,科學(xué)家還發(fā)現(xiàn),太陽系并沒有像我們想象中的那樣平穩(wěn)地在銀河系中公轉(zhuǎn),它實(shí)際上是在銀道面(即銀河系主要的質(zhì)量所形成的盤狀平面)的上下穿行,根據(jù)已知觀測數(shù)據(jù)的計(jì)算,大約每3200萬年,太陽系就會(huì)穿過一次銀道面,上下振蕩的總幅度大約是250光年。
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這些雜七雜八地算下來,太陽系在銀河系中轉(zhuǎn)一圈所需要的時(shí)間就會(huì)更長,具體有多長呢?就目前的情況來看,科學(xué)家普遍認(rèn)同的是:2.2億至2.3億年之間。我們可以取其中間值,即2.25億年。
好的,現(xiàn)在我們將太陽系的年齡(46億年)除以太陽系在銀河系中轉(zhuǎn)一圈所需要的時(shí)間(2.25億年),就可以得出,迄今為止,太陽系已經(jīng)在銀河系中轉(zhuǎn)了20圈有余。當(dāng)然了,這也只能算是一個(gè)理論值,實(shí)際情況是否真是這樣,現(xiàn)在的我們誰也不知道。
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