“年”是我們經常使用的一種計時單位,通常我們會將其定義為:一年就是地球圍繞太陽公轉一圈所需要的時間。不過由于這樣的定義只適用于地球,所以從嚴謹的角度來講,我們可以將其稱為“地球年”。
對于太陽系中的其他行星而言,由于它們的公轉周期與地球相比有長有短,因此它們的一年也各不相同,例如海王星上的一年,就相當于大約164.8個“地球年”,而水星上的一年,則只相當于大約0.24個“地球年”。
需要知道的是,在更大的宇宙尺度上,太陽其實也在運動,在其“帶領”之下,整個太陽系都在圍繞銀河系中心公轉,所以我們也可以將太陽系圍繞銀河系中心公轉一圈所需要的時間,定義為“銀河年”。那么,一個“銀河年”是多久?相當于多少個“地球年”呢?
要找到這個問題的答案,我們可以先來做一個假設,即:太陽圍繞銀河系中心公轉的軌道是一個標準的圓形,并且其公轉速度是不變的。在此假設中,我們只需要知道太陽的公轉軌道的周長及其公轉的速度,就可以計算出太陽系圍繞銀河系中心公轉一圈所需要的時間。
已知的觀測數據表明,太陽系位于銀河系獵戶座旋臂的內側邊緣,距離銀河系中心大約2.6萬光年,也就是說,如果太陽的公轉軌道是一個標準的圓形,其周長就大約是16.328萬光年,也就是大約154.5億億公里(注:1光年約為9.46萬億公里)。
另一方面,太陽目前正在向天鵝座方向運動,其速度約為每秒230公里,這里我們可以將其設為太陽的公轉速度,至于一個“地球年”,我們可以取值為365.25天(也就是31557600秒),根據這些數據我們就可以計算出,一個“銀河年”相當于大約2.13億個“地球年”。
當然了,這只是一個簡單狀態下的計算結果,而實際上,太陽在銀河系中的運動狀態比這要復雜得多,比如說天文學家就發現,在圍繞銀河系中心公轉的過程中,太陽其實還存在著一個垂直于銀河系銀道面的運動分量。
簡單來講,所謂銀道面,是指銀河系主要的質量所形成的盤狀平面,而太陽有一個垂直于此平面的運動分量就意味著,它會有規律地在這個平面上進行“上下穿行”。為什么會這樣呢?
天文學家推測,這可能是因為銀河系中的質量分布并不是均勻的,當太陽在圍繞銀河系中心公轉時,會經過不同質量分布的區域,并因此受到不同強度和方向的引力場作用,并最終導致了太陽在銀道面的“上下穿行”。
因此可以說,太陽在銀河系中的實際運動軌跡,其實是呈現為一種上下振蕩的波浪狀軌跡,根據天文學家的測算,太陽平均每3200萬年就會穿過一次銀道面,其振蕩的總幅度約為250光年,如此一來,就增加了太陽圍繞銀河系中心公轉一圈所“走過”的距離。
在此基礎上,再加上太陽的公轉軌道不可能剛好就是一個標準的圓形,其公轉速度也不可能是一成不變的,因此對于“銀河年”,最多也只能給出一個大致的范圍,在過去的研究中,天文學家在綜合了實際觀測數據以及相關理論的推演之后,給出的范圍是:一個“銀河年”,相當于2.25億至2.5億個“地球年”。
可以看到,對于我們人類來講,就算是一個“銀河年”,也是一段極為漫長的時間,按此計算的話,從太陽系誕生開始一直到現在,也僅僅是度過了大約20個“銀河年”,而在上一個“銀河年”里,恐龍才剛剛在地球上出現……
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