第三章 ?太陽(yáng)系的暗物質(zhì)分布情況

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3.1天體系統(tǒng)的進(jìn)化

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銀河系已經(jīng)呈現(xiàn)鐵餅形狀了，銀河系與周?chē)男窍禈?gòu)成了星系群，這個(gè)星系群還處于團(tuán)狀狀態(tài)，并沒(méi)有形成更大的鐵餅形狀的星系群。原因是時(shí)間還短，星系的運(yùn)動(dòng)速度相對(duì)這個(gè)空間尺度比較小，還沒(méi)有得到足夠的進(jìn)化。如果再給予足夠長(zhǎng)的時(shí)間，也許就會(huì)形成龐大的鐵餅狀態(tài)的繞中心運(yùn)動(dòng)的星系群。

天體系統(tǒng)的進(jìn)化速度與天體運(yùn)行周期成反比，天體系統(tǒng)運(yùn)行周期與天體系統(tǒng)運(yùn)行速度和其所存在空間的尺度的比值成正比。即在空間尺度一定時(shí)，天體系統(tǒng)運(yùn)行速度越快，運(yùn)行周期就越短，反之運(yùn)行周期就越長(zhǎng)。在天體速度一定時(shí)，空間尺度越小，運(yùn)行周期就越短，反之運(yùn)行周期就越長(zhǎng)。

太陽(yáng)系內(nèi)側(cè)區(qū)域的進(jìn)化就成熟多了，地球繞行一圈，只需一年，天王星繞行時(shí)間長(zhǎng)一些，總體上看，太陽(yáng)系自轉(zhuǎn)一圈，平均需要時(shí)間不多。自轉(zhuǎn)一圈就是一次進(jìn)化機(jī)會(huì)，太陽(yáng)系的進(jìn)化機(jī)會(huì)很多，以至于到現(xiàn)在，已經(jīng)很成熟了，較穩(wěn)定了。

太陽(yáng)雖然以更大速率繞銀核轉(zhuǎn)圈，但由于周長(zhǎng)太大，繞轉(zhuǎn)一圈需要兩億多年時(shí)間。這個(gè)轉(zhuǎn)圈周期明顯比太陽(yáng)系循環(huán)周期大多了，大約大了7個(gè)數(shù)量級(jí)。幾億年周期，對(duì)于100多億年的宇宙時(shí)間來(lái)說(shuō)，有幾十次的進(jìn)化機(jī)會(huì)，但對(duì)于形成過(guò)程晚一些的銀河系來(lái)說(shuō)，銀河系曾經(jīng)的運(yùn)行周期次數(shù)就更少了，也許不足二十次。但這已經(jīng)淘汰了足夠多的違規(guī)者，促使銀河系變得有序起來(lái)。

雖然銀河系總體運(yùn)動(dòng)速度與太陽(yáng)繞銀河中心轉(zhuǎn)圈速率差不多，但是這個(gè)速率相對(duì)銀河系本身的體積，相對(duì)星系之間的距離，顯得太渺小了。銀河系與附近的星系共同構(gòu)成本星系群，繞著中心星系轉(zhuǎn)圈，其旋轉(zhuǎn)周期估計(jì)上百億年時(shí)間，從宇宙誕生到現(xiàn)在，估計(jì)也只是轉(zhuǎn)了一圈。這個(gè)轉(zhuǎn)圈次數(shù)太少，不足以進(jìn)化出鐵餅狀態(tài)的星系群，只是處于團(tuán)狀。本星系群與同級(jí)別的星系群構(gòu)成超本星系群，共同繞轉(zhuǎn)中心轉(zhuǎn)圈，其轉(zhuǎn)圈周期上千億年，其形狀就更加不規(guī)則了。

太陽(yáng)系的共面性、同向性是長(zhǎng)期進(jìn)化的結(jié)果，這是一種高度穩(wěn)定性的結(jié)構(gòu)。銀河系之所以還處于鐵餅狀態(tài)，而不是扁平到平面狀態(tài)，這來(lái)源于進(jìn)化的次數(shù)太少，畢竟太陽(yáng)系內(nèi)部在100億年內(nèi)，大約完成了一億次的轉(zhuǎn)圈（周期）運(yùn)動(dòng)，而銀河系內(nèi)部平均轉(zhuǎn)圈次數(shù)大約只是幾十次。二者懸殊實(shí)在太大，因此可以推測(cè)，銀河系的不規(guī)則程度應(yīng)該比我們感覺(jué)得大。銀河系內(nèi)部應(yīng)該還存在很多分散環(huán)繞銀核的恒星或其他天體，比如，應(yīng)該存在大量遠(yuǎn)離銀河系懸臂的天體，這些天體環(huán)繞銀核的面，可以與太陽(yáng)環(huán)繞銀核的面垂直相交。也就是在銀河系鐵餅狀主體外面還有很多不規(guī)則環(huán)繞銀核的天體，甚至還有一部分相對(duì)太陽(yáng)的環(huán)繞方向逆向運(yùn)行的天體。

圖29 美國(guó)科學(xué)家想象繪制的銀河系旋臂與銀河系中的球狀星團(tuán)軌道運(yùn)行圖

銀河系內(nèi)確實(shí)存在大量的遠(yuǎn)離銀盤(pán)的天體或天體系統(tǒng)，比如，各種流浪的遠(yuǎn)離銀盤(pán)的不容易被發(fā)現(xiàn)的恒星，還有一些擁有幾十萬(wàn)顆恒星的稠密星團(tuán)。

天體系統(tǒng)越大，其運(yùn)動(dòng)速度往往會(huì)增大一些，但是，其運(yùn)動(dòng)速度增大的程度與本身尺度的增大程度是不成正比的。這導(dǎo)致天體系統(tǒng)越大，需要完成周期運(yùn)動(dòng)的時(shí)間就越長(zhǎng)，同樣時(shí)間內(nèi)，完成的周期運(yùn)動(dòng)次數(shù)就越少，進(jìn)化的機(jī)會(huì)就越少，進(jìn)化成熟程度就越弱。

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3.2天體系統(tǒng)共面性進(jìn)化的原理

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圖30 歐美科學(xué)藝術(shù)家按照位于土星軌道之外看太陽(yáng)系八大行星的視覺(jué)圖。我們太陽(yáng)系的行星系統(tǒng)具有共面性，估計(jì)木星或土星的衛(wèi)星系統(tǒng)也具有共面性。

圖31 美國(guó)卡內(nèi)基科學(xué)研究所（Carnegie Institution for Science）的科學(xué)家發(fā)現(xiàn)并繪制的12顆木星衛(wèi)星的軌道運(yùn)行圖，可以看到這些木星衛(wèi)星確實(shí)具有共面性。

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圖32 ?NASA的卡西尼號(hào)拍攝的土星衛(wèi)星中的5顆，我們也可以感覺(jué)到，土星與其衛(wèi)星構(gòu)成的天體系統(tǒng)也是共面的。

看來(lái)，天體系統(tǒng)確實(shí)是共面的，這是什么道理呢？首先，這來(lái)源于長(zhǎng)期的天體系統(tǒng)進(jìn)化。如果不共面，就容易產(chǎn)生軌道運(yùn)行沖突，自然是無(wú)法長(zhǎng)期存在，結(jié)果是，天體系統(tǒng)趨向共面性。也就是天體系統(tǒng)在經(jīng)過(guò)大量碰撞以后，趨向了共面性。

其次，這是一個(gè)常常不為我們注意的因素，天體運(yùn)行軌道共面可以讓天體的引力勢(shì)能趨向最小化。也就是說(shuō)，天體共面后，可以實(shí)現(xiàn)最小的引力勢(shì)能存在。也就是所有天體的運(yùn)行軌道都有趨向于共面性的引力動(dòng)力，這是加速天體系統(tǒng)趨向共面性方向進(jìn)化的重要原因。

天體引力勢(shì)能趨向最小化這個(gè)因素，也許對(duì)于太陽(yáng)系來(lái)說(shuō)意義不大，畢竟太陽(yáng)系還比較小，內(nèi)部天體軌道運(yùn)行周期并不大，幾十億年內(nèi)有著足夠次數(shù)的軌道碰撞進(jìn)化，進(jìn)化出了幾乎完美的共面性。當(dāng)然，我們可以推測(cè)，太陽(yáng)系邊緣區(qū)域天體軌道運(yùn)行周期很大，軌道進(jìn)化次數(shù)明顯減少許多，這導(dǎo)致太陽(yáng)系邊緣區(qū)域天體的軌道平面較為混雜，不那么趨向共面性了。

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圖33 “銀河系棒和旋臂結(jié)構(gòu)巡天觀測(cè)”科學(xué)項(xiàng)目繪制的銀河系全景圖。渦旋星系是我們所觀測(cè)到的星系中的大部分情況，還有比較特殊形狀的星系，甚至有奇特的環(huán)狀星系，不過(guò)，絕大部分星系都是傾向于共面性的。

天體引力勢(shì)能趨向最小化這個(gè)因素，對(duì)于銀河系這樣的天體系統(tǒng)相對(duì)影響就大多了。銀河系內(nèi)部的恒星雖然可以以更高的速度環(huán)繞銀核轉(zhuǎn)圈，比如線(xiàn)速度提高了一個(gè)數(shù)量級(jí)。但是周長(zhǎng)卻提高了幾個(gè)數(shù)量級(jí)，軌道繞轉(zhuǎn)周期提高了很多倍，這大大減少了銀河系天體運(yùn)行軌道的進(jìn)化速度。最終結(jié)果我們已經(jīng)知道，銀河系內(nèi)部天體系統(tǒng)的共面性不明顯，呈鐵餅狀，不過(guò)，這已經(jīng)體現(xiàn)了一定程度的共面性。

按照銀河系內(nèi)部的恒星軌道周期，銀河系的共面性進(jìn)化會(huì)是很弱的，實(shí)際上共面性表現(xiàn)還是不錯(cuò)的。這就得助恒星之間的引力勢(shì)能趨向于最小化的進(jìn)化動(dòng)力。恒星之間相互拉近，最終形成環(huán)繞關(guān)系，這就是銀河系內(nèi)部的恒星團(tuán)體系。就是恒星團(tuán)與恒星團(tuán)也有拉近環(huán)繞趨勢(shì)或拉近趨勢(shì)，這是銀河系旋臂形成的核心動(dòng)力。天體引力勢(shì)能趨向最小化這個(gè)因素，極大加速了銀河系天體軌道的趨向有序化。

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圖34 我國(guó)科學(xué)工作者翻譯的歐美科學(xué)家繪制的星系團(tuán)或星系群景觀圖，這是若干星系構(gòu)成一個(gè)相互環(huán)繞的體系，這個(gè)體系的進(jìn)化還很不完善，處于團(tuán)狀形態(tài)，幾乎不呈現(xiàn)平面化的結(jié)構(gòu)，雖然有趨向這個(gè)方向進(jìn)化的趨勢(shì)。

同理，河外星系之間的引力拉近環(huán)繞行為，即引力勢(shì)能趨向最小化，是宇宙內(nèi)部星系趨向有序化的幾乎唯一動(dòng)力。星系之間的碰撞效應(yīng)對(duì)星系軌道有序化的影響幾乎為零，因?yàn)?，星系之間的相對(duì)速度相對(duì)星系之間的空間距離，太微不足道，自宇宙誕生以來(lái)，星系軌道的周期還沒(méi)有完成幾個(gè)，甚至沒(méi)有完成一個(gè)周期，只是鄰近星系之間也許完成了幾次軌道運(yùn)行周期。這自然形成了宇宙局部的星系有序化進(jìn)化趨勢(shì)，而宇宙整體天體系統(tǒng)幾乎是沒(méi)有任何進(jìn)化的。宇宙內(nèi)部物質(zhì)分布整體呈纖維狀，大尺度下各向同性，物質(zhì)分布均勻。局部的有序化進(jìn)化趨勢(shì)形成了宇宙纖維狀結(jié)構(gòu)的纖維，也就是說(shuō)，宇宙局部的物質(zhì)分布是不均勻的，是集中的，也就是趨向有序化的。

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圖35 歐美科學(xué)家繪制的宇宙纖維網(wǎng)狀圖局部景觀，這體現(xiàn)了局部宇宙物質(zhì)分布的不均衡，整體宇宙物質(zhì)分布的均衡性。有眾多星系組成的星系團(tuán)構(gòu)成了圖中明亮的纖維網(wǎng)狀的纖維部分的一小段或一小節(jié)。

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圖36 歐美科學(xué)家繪制的宇宙局部纖維網(wǎng)狀物質(zhì)分布及放大圖景觀設(shè)想，這明亮的纖維的一部分其實(shí)就是巨大的星系群或星系團(tuán)。

若干星系相互環(huán)繞，甚至是星系群相互環(huán)繞，構(gòu)成了宇宙物質(zhì)纖維狀結(jié)構(gòu)的纖維的一小段。也就是說(shuō)，每個(gè)纖維部分都是星系環(huán)繞或星系群的環(huán)繞，在纖維狀結(jié)構(gòu)之間是廣袤的宇宙物質(zhì)空洞，其尺度可以達(dá)到幾光年。這些宇宙空洞并不是空空如也，只是物質(zhì)分布密度格外低而已。宇宙空洞內(nèi)部應(yīng)該有數(shù)不清的星系或星系群，甚至還有大量的游離于星系之外的恒星系統(tǒng)。宇宙空洞的物質(zhì)分布密度要比宇宙纖維部分的物質(zhì)分布密度低兩個(gè)以上的數(shù)量級(jí)。

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圖37 ?NASA科學(xué)家設(shè)想的用橢球表達(dá)的宇宙全景圖，橢球狀的，大尺度下物質(zhì)分布均勻。大尺度的宇宙，雖然相互之間也有引力作用，但是效果就差多了，幾乎沒(méi)有引力作用效果。物質(zhì)分布沒(méi)有明顯的規(guī)則形狀，或物質(zhì)分布較均勻。只是在局部的小尺度下，物質(zhì)分布不均勻，或物質(zhì)分布趨向集中化。

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圖38 ?NASA科學(xué)家設(shè)想的用圓柱體表達(dá)的宇宙全景圖，可觀測(cè)宇宙是我們可以觀測(cè)到的宇宙部分，只是我們宇宙的一部分，其直徑可以達(dá)到七百億光年?？傮w物質(zhì)分布是均勻的，物質(zhì)分布不存在側(cè)重于哪個(gè)區(qū)域或哪個(gè)部分。由于宇宙的加速膨脹，以及距離的遙遠(yuǎn)，可觀測(cè)宇宙之外的天體對(duì)我們銀河系，不僅沒(méi)有光線(xiàn)的影響，連引力作用也無(wú)法影響了。因此，我們的可觀測(cè)宇宙就是對(duì)我們銀河系有影響的宇宙部分，宇宙的其他部分，不僅看不到，對(duì)銀河系來(lái)說(shuō)，也沒(méi)有什么意義。

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圖39 ?NASA科學(xué)家設(shè)想的用正方體表達(dá)的宇宙全景圖，這是宇宙纖維網(wǎng)結(jié)構(gòu)物質(zhì)分布立體設(shè)想圖景觀，各種星系或星系群就分布在白色的纖維狀結(jié)構(gòu)的纖維上，在纖維的交接樞紐區(qū)域，分布著巨大的星系團(tuán)。白色纖維之間的空隙就是宇宙物質(zhì)空洞，這里也應(yīng)該會(huì)有少數(shù)星系分布。也就是宇宙物質(zhì)分布特征就是局部集中，整體均勻。纖維狀區(qū)域越明亮的地方，意味著周?chē)奈镔|(zhì)空洞就越巨大。

我們需要知道的是，天體系統(tǒng)是同時(shí)進(jìn)化的，或者說(shuō)在同一時(shí)間，不同級(jí)別的天體系統(tǒng)都在進(jìn)化著，幾乎是互不影響的進(jìn)化著。比如太陽(yáng)系內(nèi)部物質(zhì)在引力作用下自我進(jìn)化的同時(shí)，也以整體參與著銀河系的進(jìn)化，銀河系參與著本星系團(tuán)的進(jìn)化。

所有天體系統(tǒng)在引力作用下的進(jìn)化水平與組成天體系統(tǒng)的內(nèi)部天體運(yùn)行周期成反比，這幾乎是天體系統(tǒng)進(jìn)化水平或狀態(tài)的唯一標(biāo)志。

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3.3天體系統(tǒng)物質(zhì)的集中性

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圖40 ?NASA科學(xué)家繪制的宇宙纖維圖的局部，圖中的紅點(diǎn)就是我們銀河系，附近就是本星系群或超本星系群，以及更大一級(jí)天體系統(tǒng)。這些不同級(jí)別的天體系統(tǒng)，都體現(xiàn)了宇宙中另一個(gè)普遍趨勢(shì)，物質(zhì)的集中性。雖然宇宙整體是物質(zhì)均衡分布的，但是局部卻是傾向于集中的，因此，宇宙的局部地區(qū)形成了一系列不同的天體系統(tǒng)。所以，天體系統(tǒng)的另一大趨勢(shì)是物質(zhì)的集中性，與天體系統(tǒng)趨向共面性是同樣明顯的。

天體系統(tǒng)物質(zhì)的集中程度與天體系統(tǒng)的共面性具有類(lèi)似的趨勢(shì)，即天體系統(tǒng)級(jí)別越低，也就是天體系統(tǒng)空間范圍越小，其物質(zhì)的相對(duì)集中性就越強(qiáng)，也就是集中于核心天體的比例就越大。比如，木星和其衛(wèi)星構(gòu)成的體系，質(zhì)量主要集中于木星這個(gè)核心天體。太陽(yáng)系這個(gè)更大的天體系統(tǒng)，物質(zhì)也集中于核心。

銀河系這樣的天體系統(tǒng)，物質(zhì)集中于核心的程度就比較弱了，雖然有400萬(wàn)倍太陽(yáng)質(zhì)量的中心黑洞，但這占銀河系質(zhì)量的比例是微不足道的。就是擴(kuò)大到整個(gè)銀核區(qū)域，質(zhì)量占比也不大。比銀河系級(jí)別更高的天體系統(tǒng)，中心天體系統(tǒng)質(zhì)量占比也不大。如果不是中心天體系統(tǒng)，而是中心天體，似乎更大級(jí)別的系統(tǒng)，就不存在所謂的中心天體，而是只存在中心天體系統(tǒng)?？梢?jiàn)，從這個(gè)角度看，更大的天體系統(tǒng)似乎不算是真正的常規(guī)天體系統(tǒng)。

現(xiàn)在的問(wèn)題是，我們是不是會(huì)感覺(jué)到太陽(yáng)系的中心天體占比太高了，與銀河系的過(guò)渡有些大。似乎也比低一級(jí)的木星系統(tǒng)或土星系統(tǒng)的中心天體占比大，當(dāng)然比我們地月系統(tǒng)的中心天體地球的占比大。這似乎有些不正常，問(wèn)題出在哪里呢？

實(shí)際上，太陽(yáng)系的半徑范圍如果只算到60天文單位，確實(shí)是質(zhì)量高度集中于中心天體，但是，太陽(yáng)系的半徑范圍遠(yuǎn)比60天文單位大，可以達(dá)到半徑一光年。在這如此廣闊的空間，分布的物質(zhì)就多了，太陽(yáng)僅多占據(jù)太陽(yáng)系質(zhì)量的一半。

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圖41 超新星爆炸后形成的星云，蟹狀星云。錢(qián)德拉X射線(xiàn)天文臺(tái)拍攝的星云圖，這是后期加工后的彩色圖。

超新星通過(guò)大爆炸可以向四周輻射自己的大部分或全部物質(zhì)，這些超新星的質(zhì)量往往是太陽(yáng)的幾倍甚至幾十倍。超新星爆炸以后形成的塵埃星云，總質(zhì)量是太陽(yáng)的多倍。如果其中的一部分，比如三分之一匯集形成新的恒星系統(tǒng)，其總質(zhì)量也許會(huì)是太陽(yáng)質(zhì)量的兩三倍。這個(gè)恒星系統(tǒng)雖然質(zhì)量集中于中心天體，但也不會(huì)太過(guò)分吧！怎么可能會(huì)99%集中于中心天體呢？這樣的物質(zhì)集中程度，得需要多長(zhǎng)時(shí)間的天體系統(tǒng)進(jìn)化??！區(qū)區(qū)幾十億或上百億年，可能嗎！

因此，我們?nèi)绻佬纬商?yáng)的是一團(tuán)星云，可能就可以感覺(jué)到，星云物質(zhì)絕大部分匯入中心天體，這種可能性是極低的，幾乎是不可能的。在廣闊的太陽(yáng)系勢(shì)力范圍內(nèi)，一定分布著質(zhì)量可觀的原來(lái)的星云物質(zhì)。

我們似乎可以根據(jù)太陽(yáng)近幾十年平均每年被太陽(yáng)吞噬的物質(zhì)，來(lái)感受太陽(yáng)的成長(zhǎng)速度。在太陽(yáng)系雛形時(shí)期，那時(shí)的太陽(yáng)系物質(zhì)運(yùn)動(dòng)相當(dāng)無(wú)序，各種天體碰撞頻繁，還有大量的自投羅網(wǎng)者，太陽(yáng)處于快速成長(zhǎng)時(shí)期?，F(xiàn)在太陽(yáng)系物質(zhì)已經(jīng)處于高度有序化，對(duì)于這些有序化的物質(zhì)分布，太陽(yáng)是難以吞噬的。估計(jì)太陽(yáng)現(xiàn)在吞噬物質(zhì)的速度，還沒(méi)有自己核聚變損耗的物質(zhì)多，要知道太陽(yáng)可是每秒400萬(wàn)噸的物質(zhì)損耗。

天體系統(tǒng)級(jí)別越高，物質(zhì)的集中程度就越小，中心天體占比就越小。最高級(jí)的宇宙自然是有著最小的物質(zhì)集中程度，質(zhì)量占比最小的中心天體（沒(méi)有或接近于零）。也就是說(shuō)，大尺度下，宇宙物質(zhì)分布是均勻的，不集中的。

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3.4天體的勢(shì)力范圍與什么有關(guān)？

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天體的勢(shì)力范圍就是天體引力作用的影響范圍，雖然萬(wàn)有引力作用是可以無(wú)限遠(yuǎn)的，但由于宇宙中幾乎有無(wú)數(shù)天體，在距離天體較遠(yuǎn)的地方，引力作用就不大了，就不如附近的天體的引力影響了，可以說(shuō)，這個(gè)較遠(yuǎn)的地方就不再是這個(gè)天體的勢(shì)力范圍了。所以，天體存在勢(shì)力范圍，其勢(shì)力范圍由引力大小決定。而引力由質(zhì)量決定，因此，天體勢(shì)力范圍與質(zhì)量有關(guān)。

根據(jù)向心力公式和萬(wàn)有引力公式，可以得到環(huán)繞速度公式，V環(huán)=√（GM/R）。根據(jù)引力勢(shì)能公式GMm/R，以及根據(jù)動(dòng)能公式E=0.5mv^2，GMm/R=0.5mV^2，m去掉，為GM/R=0.5v^2，變形得到V=√（2GM/R），這是天體逃逸速度公式。

環(huán)繞天體速度公式V環(huán)=√（GM/R）與天體逃逸公式V=√（2GM/R）對(duì)比，可以看到公式很類(lèi)似，速度數(shù)值相差√2倍，也就是相差約1.414倍。天體無(wú)限遠(yuǎn)的逃逸速度是環(huán)繞速度的√2倍。

天體都有一定的運(yùn)動(dòng)速度，想捕獲某個(gè)位置的某個(gè)天體，需要讓這個(gè)位置的環(huán)繞速度等于或大于這個(gè)（被捕獲天體）天體自身的運(yùn)動(dòng)速度。如果這個(gè)位置的環(huán)繞速度小于這個(gè)天體自身的運(yùn)動(dòng)速度的話(huà)，這個(gè)天體就會(huì)揚(yáng)長(zhǎng)而去，逐漸遠(yuǎn)離中心天體。如果這待捕獲天體的運(yùn)動(dòng)速度小于逃逸速度的話(huà)，這個(gè)待捕獲天體雖然可以暫時(shí)揚(yáng)長(zhǎng)而去，理論上也無(wú)法逃逸出去，只是可以跑得更遠(yuǎn)。但是更遠(yuǎn)的地方如果有其他天體的話(huà)，也許會(huì)被其他天體捕獲，而成為其他天體系統(tǒng)的一部分。

根據(jù)環(huán)繞天體速度公式V環(huán)=√（GM/R），我們可以感覺(jué)到，天體的勢(shì)力范圍（捕獲同樣速度的天體的能力）與自身質(zhì)量成正比，即中心天體勢(shì)力范圍的半徑與中心天體質(zhì)量成正比。

環(huán)繞天體速度公式V環(huán)=√（GM/R），周長(zhǎng)公式H=2ΠR，V環(huán)T=2ΠR，T=2ΠR/V環(huán)=2ΠR/√（GM/R）=2ΠR√R/√（GM）。T是環(huán)繞天體的環(huán)繞周期，天體的環(huán)繞周期決定天體的自然進(jìn)化水平或進(jìn)化程度，天體在引力作用下的進(jìn)化水平與環(huán)繞周期成反比。天體進(jìn)行一次完整的環(huán)繞運(yùn)動(dòng)，就是一次進(jìn)化機(jī)會(huì)。

1/T=√（GM）/2ΠR√R，1/T是度量天體進(jìn)化水平或進(jìn)化程度的數(shù)據(jù)或標(biāo)志?？梢?jiàn)，區(qū)域天體的進(jìn)化水平與中心天體質(zhì)量M的平方根成正比，與這個(gè)天體區(qū)域距離中心天體的距離R的三次方的平方根成反比，也就是與R呈明顯的反比關(guān)系。

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圖42 歐美科學(xué)藝術(shù)家按照尺度比例設(shè)想的八大行星與小行星帶和柯依伯帶彩色景觀圖。

對(duì)于太陽(yáng)系來(lái)說(shuō)，八大行星距離太陽(yáng)不算太遠(yuǎn)，這個(gè)區(qū)域的天體在引力作用下的進(jìn)化較為完善，呈現(xiàn)較為明顯的共面性，甚至較為明顯的共圓性，以及共向性。在八大行星之外的柯依伯帶，距離太陽(yáng)就遠(yuǎn)多了，柯依伯帶的天體進(jìn)化就沒(méi)有那么完善了。這種不完善表現(xiàn)在多方面，沒(méi)有那么好的共面性，沒(méi)有那么好的共圓性，沒(méi)有那么好的共向性，更為主要的還沒(méi)有進(jìn)化出軌道區(qū)域核心天體，軌道區(qū)域天體質(zhì)量較為分散。這意味著柯依伯帶需要更長(zhǎng)時(shí)間才可以進(jìn)化出相對(duì)核心的天體，天體質(zhì)量才會(huì)趨向于較為集中。

柯依伯帶是相當(dāng)一部分彗星的發(fā)源地，因?yàn)檫@里可以誕生彗星，是這里的天體進(jìn)化不完善的結(jié)果之一?？乱啦畮祗w數(shù)量眾多，運(yùn)行秩序不太好，天體之間常常會(huì)產(chǎn)生沖突，即碰撞。天體之間碰撞的結(jié)果很?chē)?yán)重，天體的環(huán)繞速度被改變了。結(jié)果是速度因碰撞而減慢的天體，會(huì)向太陽(yáng)方向墜落。如果減慢的程度不是太嚴(yán)重，這個(gè)減慢天體環(huán)繞太陽(yáng)的軌道會(huì)向太陽(yáng)靠近，從而軌道周長(zhǎng)減少，即軌道向海王星軌道方向靠近，也就是向內(nèi)靠近。這無(wú)所謂的，靠近一些不算什么。但是如果因碰撞而減慢的幅度較大，問(wèn)題就很?chē)?yán)重了，其運(yùn)行軌道就會(huì)嚴(yán)重變形，向太陽(yáng)方向加速墜落，被太陽(yáng)捕獲的可能性很小，雖然概率上也是有的，大概率會(huì)成為一個(gè)可以靠近太陽(yáng)的彗星，一個(gè)新的彗星就這樣通過(guò)碰撞而誕生了。多次環(huán)繞太陽(yáng)以后，也許會(huì)與某個(gè)大（巨）行星相碰撞，被大行星捕獲，成為大行星的一部分。

比如，1994年墜入木星的蘇梅克－列維9號(hào)彗星。地球也會(huì)捕獲彗星，不過(guò)，每次捕獲彗星都是一次災(zāi)難，比如6500萬(wàn)年前可能造成恐龍滅絕的那個(gè)彗星。勢(shì)力范圍比地球大上百倍的木星，捕獲彗星的概率會(huì)比地球大十萬(wàn)倍以上（如果地球是上億年捕獲一顆彗星，那么木星每千年就可以捕獲一顆彗星）。這客觀上極大減少了地球軌道附近的不規(guī)則運(yùn)行天體數(shù)量，對(duì)保護(hù)地球生命太有意義了。

比柯依伯帶還要遙遠(yuǎn)的是奧爾特云，奧爾特云內(nèi)側(cè)距離太陽(yáng)的平均距離又遠(yuǎn)了一個(gè)數(shù)量級(jí)（奧爾特云外側(cè)就更遠(yuǎn)了），1/T這個(gè)天體運(yùn)行進(jìn)化水平值也同樣至少小了一個(gè)數(shù)量級(jí)，這意味著這里更加蠻荒，更加接近太陽(yáng)系產(chǎn)生的初始階段，或者說(shuō)，這里相對(duì)太陽(yáng)系產(chǎn)生的初始階段變化較小。這里的天體自然是很無(wú)序的，什么共面性、共圓性、共向性，什么核心天體，都是統(tǒng)統(tǒng)不存在，這里更加雜亂無(wú)章。這里相當(dāng)于八大行星區(qū)域天體系統(tǒng)的早期進(jìn)化階段，天體數(shù)量極大，沒(méi)有核心天體，運(yùn)行的有序性不強(qiáng)。這里幾乎都是小型天體，天體無(wú)序運(yùn)動(dòng)，碰撞概率較大，碰撞后，其運(yùn)行軌道自然會(huì)縮小，自然是向柯依伯帶靠近，成為柯依伯帶物質(zhì)的來(lái)源地。也沖擊著柯依伯帶，自然會(huì)成為柯依伯帶彗星產(chǎn)生的原因之一，也就是會(huì)誘發(fā)柯依伯帶彗星的形成。

奧爾特云區(qū)域幾乎沒(méi)有共面性，以球體形狀存在于太陽(yáng)系的外圍區(qū)域。奧爾特云的外圍自然是太陽(yáng)系的邊緣區(qū)域，不過(guò)奧爾特云的范圍太廣了，占據(jù)了整個(gè)太陽(yáng)系的大部分空間。由于體積巨大，雖然物質(zhì)分布密度很低，但是物質(zhì)總量應(yīng)該還是很可觀的，究竟大致有多少呢？似乎不好估計(jì)！但我感覺(jué)其質(zhì)量要遠(yuǎn)比木星質(zhì)量多，也就是說(shuō)，這個(gè)區(qū)域的物質(zhì)質(zhì)量比八大行星的質(zhì)量加到一起還要多。奧爾特云區(qū)域的物質(zhì)質(zhì)量要比柯依伯帶質(zhì)量多許多，柯依伯帶物質(zhì)質(zhì)量甚至就比八大行星質(zhì)量多。

萬(wàn)有引力常數(shù)G等于6.67×10^-11方，光年距離為9.46×10^15米，太陽(yáng)質(zhì)量約為2.0×10^30 千克，環(huán)繞速度V環(huán)=√（GM/R），逃逸速度V=√（2GM/R）。因此，距離太陽(yáng)一光年的區(qū)域的天體，需要具備119米每秒的環(huán)繞速度，才可不向太陽(yáng)方向靠近。這個(gè)速度其實(shí)還是很可觀的，比飛機(jī)的飛行速度還要快?？梢?jiàn)，距離太陽(yáng)一光年的地方，確實(shí)可以受到太陽(yáng)的引力作用，這里確實(shí)依然屬于太陽(yáng)的勢(shì)力范圍。這里的天體依然被太陽(yáng)束縛著，而整體以220千米每秒的速度環(huán)繞銀河中心運(yùn)動(dòng)。奧爾特云區(qū)域外延一光年也是可能的，正常的?？磥?lái)，像太陽(yáng)這樣的恒星質(zhì)量，周?chē)绻麤](méi)有更大質(zhì)量的恒星，或距離更近的恒星，其勢(shì)力范圍達(dá)到半徑一光年也是很正常的。兩倍太陽(yáng)質(zhì)量的恒星的勢(shì)力范圍可以達(dá)到兩光年。

3.5太陽(yáng)系不同區(qū)域的進(jìn)化水平情況

距離太陽(yáng)一光年的區(qū)域的天體逃逸太陽(yáng)系的速度是168米每秒，而環(huán)繞速度是119米每秒，這意味著這個(gè)區(qū)域的天體的相對(duì)太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng)速度很難超過(guò)168米每秒，一旦超過(guò)，就會(huì)逐漸逃逸太陽(yáng)系了。因此，這個(gè)區(qū)域的天體在整體跟隨太陽(yáng)系以220千米每秒的速度公轉(zhuǎn)銀河系中心的同時(shí)，還以環(huán)繞太陽(yáng)速度119米每秒運(yùn)動(dòng)。這個(gè)區(qū)域的天體環(huán)繞太陽(yáng)的線(xiàn)速度都是很接近119米每秒的，不會(huì)有多少偏差的。其環(huán)繞太陽(yáng)的周期很漫長(zhǎng)，1584萬(wàn)年能環(huán)繞太陽(yáng)一周。

距離太陽(yáng)半個(gè)光年區(qū)域的天體的環(huán)繞速度是168米每秒，逃逸速度是238米每秒。這里依然屬于奧爾特云區(qū)域，可見(jiàn)，在這半個(gè)光年的廣大范圍內(nèi)，天體的環(huán)繞速度相差很小。雖然環(huán)繞速度相差不大，但還是有著難以逾越的鴻溝。半光年內(nèi)的引力勢(shì)能差異還是不小的，可以讓一光年區(qū)域零速度的天體，加速到半光年區(qū)域168米每秒的線(xiàn)速度。也就是僅靠引力勢(shì)能，就可以讓一光年區(qū)域零速度的天體，獲得半光年區(qū)域所需要的環(huán)繞速度。這個(gè)規(guī)律具有普適性，也就是說(shuō)，某個(gè)區(qū)域的天體碰撞后，環(huán)繞速度如果降為零，則意味著會(huì)向中心天體方向靠攏，逐漸被加速。一直可以加速到距離中心天體相對(duì)之前一半的距離的位置，就可以通過(guò)引力勢(shì)能減少，而獲得足夠環(huán)繞中心天體的線(xiàn)速度。

如法炮制，下一次碰撞到線(xiàn)速度為零，又會(huì)靠近一半距離。幾次碰撞以后，這個(gè)多次碰撞天體就會(huì)距離中心天體很近了。最終也許會(huì)被中心天體吞噬，成為中心天體的一部分?？梢?jiàn)，中心天體的長(zhǎng)大是如此麻煩，如此困難。這也意味著縱使宇宙已經(jīng)誕生一百多億年，依然會(huì)有數(shù)量相當(dāng)可觀的天體或物質(zhì)游離于中心天體之外。比如，我們誕生上百億年的銀河系的情況也是如此。

似乎，可以通過(guò)彗星的誕生數(shù)量，推測(cè)奧爾特云和柯依伯帶質(zhì)量密度。以及由觀測(cè)柯依伯帶內(nèi)部的矮行星數(shù)量與質(zhì)量推測(cè)柯依伯帶和奧爾特云區(qū)域的質(zhì)量。

天體受到太陽(yáng)引力的加速度ɑ=GM/R2，這可以根據(jù)萬(wàn)有引力公式和牛頓第二定律公式得出。距離太陽(yáng)一光年區(qū)域的天體，受到的太陽(yáng)引力加速度是1.49×10^-12米每秒。這個(gè)加速度是極小的，如果這個(gè)區(qū)域有個(gè)環(huán)繞太陽(yáng)線(xiàn)速度為零的天體，也就是相對(duì)靜止，一年后的，也就是加速3.15×10^7秒的時(shí)間，速度才達(dá)到4.7×10^-5米每秒，一萬(wàn)年后，指向太陽(yáng)的徑向速度才可以提高到0.47米每秒。一億年后徑向速度提高到4700米每秒，這個(gè)速度在太空依然是不大的。10億年可以加速到47千米每秒，這個(gè)速度在太陽(yáng)系內(nèi)部已經(jīng)比較壯觀了，這個(gè)速度已經(jīng)比地球環(huán)繞太陽(yáng)的速度大了。

不過(guò)，對(duì)于誕生近百億年的太陽(yáng)系來(lái)說(shuō)，這個(gè)時(shí)間占比太大，這顯示一光年是個(gè)巨大距離，太陽(yáng)的勢(shì)力范圍雖然可以達(dá)到那里，但也是強(qiáng)弩之末了。那里發(fā)生的幾乎所有事情，在很大的時(shí)間范圍內(nèi)，似乎對(duì)八大行星區(qū)域的空間毫無(wú)影響。也就是說(shuō)，距離太陽(yáng)一光年區(qū)域發(fā)生的事情，影響到八大行星的空間區(qū)域，需要極其漫長(zhǎng)的時(shí)間。我們可以認(rèn)為這里幾乎對(duì)太陽(yáng)系八大行星空間區(qū)域沒(méi)有影響，可以認(rèn)為這里是太陽(yáng)系的邊緣了。

一光年區(qū)域，在太陽(yáng)引力作用下，某天體零速度開(kāi)始向太陽(yáng)靠近，運(yùn)動(dòng)半光年的距離后，可以獲得168米每秒的線(xiàn)速度，如果角度合適，這個(gè)速度可以讓這個(gè)天體在半光年區(qū)域長(zhǎng)期環(huán)繞太陽(yáng)，而不再繼續(xù)靠攏太陽(yáng)。這個(gè)過(guò)程中，這個(gè)天體加速度是逐漸提高的，雖然不是勻加速運(yùn)動(dòng)，但也比較接近吧。這有利于我們簡(jiǎn)便計(jì)算這個(gè)天體這個(gè)過(guò)程耗費(fèi)的時(shí)間。如果取其平均速度為最終速度的一半，實(shí)際上其平均速度應(yīng)該小于其最終速度的一半，但也差異不大吧？168米每秒的最終速度的一半就是84米每秒。

一光年是9.46×10^15米，半光年是4.73×10^15米，84米每秒的速度，需要走多長(zhǎng)時(shí)間呢？357萬(wàn)年。從速度為零開(kāi)始，在距離太陽(yáng)一光年的區(qū)域，依靠太陽(yáng)引力作用加速，來(lái)到半光年的區(qū)域，需要357萬(wàn)年。這確實(shí)很漫長(zhǎng)。84米每秒的平均速度偏高了一點(diǎn)，如果詳細(xì)計(jì)算平均速度，也許只是不到80米每秒，甚至再低一點(diǎn)。

距離太陽(yáng)一光年的區(qū)域，太陽(yáng)對(duì)這里的影響很小，幾乎可以忽略影響。同理，這里對(duì)太陽(yáng)以及八大行星空間的影響也很小，幾乎同樣可以忽略影響。但是這個(gè)空間區(qū)域是極大的，要比太陽(yáng)系的核心區(qū)域，即八大行星空間區(qū)域大得多。如此大的空間，受到太陽(yáng)或其他恒星干擾的影響很小，這意味著這里的天體進(jìn)化是極其不完善的，也就是這里的天體是極其原始的，這自然意味著這里有著巨大數(shù)量的物質(zhì)，我們至少?lài)?yán)重低估了這里的物質(zhì)存量，這里幾乎有著比肩太陽(yáng)的物質(zhì)質(zhì)量。也就是這里儲(chǔ)存了巨大數(shù)量的以環(huán)繞太陽(yáng)線(xiàn)速度每秒百米左右的天體?？紤]到這個(gè)區(qū)域天體的巨大質(zhì)量，這個(gè)區(qū)域的天體環(huán)繞太陽(yáng)的線(xiàn)速度應(yīng)該會(huì)平均比119米每秒大一些，也許會(huì)達(dá)到一百五六十米每秒的線(xiàn)速度。

在距離太陽(yáng)一光年的區(qū)域，如果真有數(shù)量巨大的天體，這對(duì)未來(lái)人類(lèi)飛出太陽(yáng)系是個(gè)巨大障礙，意想不到的碰撞是大概率的。這也許要比小行星帶的顆粒塵埃密度大，如果真的如此，確實(shí)是大問(wèn)題。我們難道真的走不出太陽(yáng)系了嗎？我們本來(lái)想象恒星際空間應(yīng)該會(huì)更空蕩一些，或更干凈一些，但是，實(shí)際上這里很有可能與我們想象的情況相反，這里應(yīng)該遠(yuǎn)沒(méi)有我們太陽(yáng)系內(nèi)部的行星際空間干凈或空蕩。

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圖43 歐美科學(xué)家想象繪制的太陽(yáng)系立體圖，包括了廣闊的奧爾特云區(qū)域。

前面我們只是定性地分析天體進(jìn)化程度或水平，現(xiàn)在我們具體計(jì)算一下天體進(jìn)化的水平或程度。萬(wàn)有引力常數(shù)G等于6.67×10^-11方，光年距離為9.46×10^15米，太陽(yáng)質(zhì)量約為2.0×10^30 千克。1/T是度量天體進(jìn)化水平或進(jìn)化程度的數(shù)據(jù)或標(biāo)志，1/T=√（GM）/2ΠR√R。當(dāng)R為一光年時(shí)，1/T=2×10^-15。當(dāng)R為0.5光年時(shí)，1/T=5.66×10^-15。當(dāng)R為0.1光年時(shí)，1/T=63.2×10^-15。地球軌道的天體進(jìn)化水平是1/T=3.16×10^-8，這個(gè)數(shù)值明顯比0.5光年區(qū)域的數(shù)值大多了，大了近千萬(wàn)倍。50個(gè)天文單位（一個(gè)天文單位是地球到太陽(yáng)的距離）的柯依伯帶天體的進(jìn)化水平是1/T=8.9×10^-11，是地球軌道附近進(jìn)化水平的三百多分之一。柯依伯帶是很廣闊的區(qū)域，100個(gè)天文單位的區(qū)域也屬于柯依伯帶，其進(jìn)化水平就明顯降低許多了，是地球軌道進(jìn)化水平的千分之一。

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圖44 歐美科學(xué)家繪制的太陽(yáng)系范圍圖，包括了奧爾特云。

1000個(gè)天文單位之外的地方，應(yīng)該就不屬于柯依伯帶了，已經(jīng)屬于奧爾特云的內(nèi)部邊緣了，這個(gè)區(qū)域的天體的進(jìn)化水平為1/T=1×10^-12。10000個(gè)天文單位的地方，天體運(yùn)行軌道的進(jìn)化水平為1/T=3.16×10^-14，其現(xiàn)在的天體軌道進(jìn)化水平大致相當(dāng)于太陽(yáng)系形成一萬(wàn)年時(shí)的地球軌道區(qū)域的進(jìn)化水平。

我們太陽(yáng)系如此的結(jié)構(gòu)，其他的恒星系的結(jié)構(gòu)也應(yīng)該大致如此！也就是恒星的天體系統(tǒng)尺度是很大的，這幾乎適合于銀河系懸臂上的絕大部分恒星。在銀河系中心區(qū)域，恒星稠密，且有黑洞分布，這里的恒星系空間范圍應(yīng)該就比較小了，不會(huì)有奧爾特云結(jié)構(gòu)了，甚至不會(huì)有柯依伯帶結(jié)構(gòu)，但可能會(huì)有行星體系結(jié)構(gòu)。

天體系統(tǒng)總是向共面性的方向發(fā)展，以及向天體數(shù)量減少化，即核心天體首位度增大化方向前進(jìn)，這是天體系統(tǒng)進(jìn)化的兩個(gè)普遍趨勢(shì)。其他次要一些的趨勢(shì)是共向性、共圓性等。因此，天體系統(tǒng)進(jìn)化水平或進(jìn)化程度的標(biāo)志是共面性程度和核心天體首位度及天體數(shù)量的精簡(jiǎn)化程度。

我們基本可以得出一個(gè)重要結(jié)論，我們低估了太陽(yáng)系的質(zhì)量，究竟低估多少，不太清楚。同理，我們根據(jù)太陽(yáng)質(zhì)量推測(cè)的其他恒星質(zhì)量的數(shù)據(jù)是偏低的，特別是銀河系懸臂上的恒星的質(zhì)量。我們想象推測(cè)的暗物質(zhì)，應(yīng)該有眉目了。這些暗物質(zhì)不是別的，就是大部分恒星系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的奧爾特云區(qū)域所分布的物質(zhì)。恒星系統(tǒng)的奧爾特云區(qū)域的物質(zhì)總量很有可能會(huì)超過(guò)恒星本身的質(zhì)量，這應(yīng)該是銀河系暗物質(zhì)的重要構(gòu)成部分。

銀河系懸臂上的恒星系統(tǒng)的奧爾特云區(qū)域就可以分布巨量物質(zhì)，其實(shí)在銀河系懸臂之間的相對(duì)空蕩區(qū)域，也會(huì)分布巨量的天體，以及巨量的天體物質(zhì)質(zhì)量，這自然也是暗物質(zhì)的重要構(gòu)成部分。其實(shí)在銀暈部分，這類(lèi)似太陽(yáng)系的柯依伯帶，這里雖然不明亮，但是這里也會(huì)分布大量的天體，由于這個(gè)區(qū)域的空間體積巨大，天體總質(zhì)量會(huì)很可觀，自然會(huì)是暗物質(zhì)的重要構(gòu)成部分。在銀暈之外，位置類(lèi)似于太陽(yáng)系的奧爾特云區(qū)域，應(yīng)該也會(huì)分布著大量較小的天體，物質(zhì)總量也會(huì)是很大的，是暗物質(zhì)的主要構(gòu)成部分。

暗物質(zhì)并不是非常規(guī)物質(zhì)，也是我們常見(jiàn)的物質(zhì)，只是由于相對(duì)分散，沒(méi)有集聚起來(lái)，難以實(shí)現(xiàn)較高的自身溫度，自然是不明亮的，難以被觀測(cè)到。我們太陽(yáng)系周?chē)牟幻髁廖镔|(zhì)，我們還難以察覺(jué)到，銀河系外圍的不明亮物質(zhì)就更難以察覺(jué)了。其他星系就更不用說(shuō)了，這些不明亮物質(zhì)，只能通過(guò)引力作用效果，讓我們感受到這些物質(zhì)的存在。也就是我們通過(guò)引力作用效果感受推測(cè)的所謂的暗物質(zhì)，其實(shí)就是這些不明亮的物質(zhì)。

我們太陽(yáng)系是一個(gè)發(fā)育非常完善的恒星系，因?yàn)槲覀兲?yáng)系與其他恒星相距比較遙遠(yuǎn)，這為太陽(yáng)系的完美發(fā)育提供了條件。銀河系的發(fā)育可能就不具備太陽(yáng)系的條件了，按照銀河系發(fā)光明亮區(qū)域的自身尺度，銀河系距離其他星系太近了，這讓銀暈之外，很難形成一個(gè)類(lèi)似太陽(yáng)系奧爾特云區(qū)域的相對(duì)龐大尺度空間。如果銀河系與其他星系是相距上百萬(wàn)光年，銀河系也會(huì)有一個(gè)尺度可觀的奧爾特云區(qū)域。但銀河系距離最近的星系只有小幾十萬(wàn)光年，這太近了，銀河系自然不能完美發(fā)育。

我們知道相當(dāng)于太陽(yáng)質(zhì)量10倍的恒星，其表面溫度是很高的，核聚變時(shí)間只是太陽(yáng)的三百分之一，這意味著其核聚變壽命很低，幾千萬(wàn)年就走完自己的發(fā)光生命歷程了。然后是超新星爆發(fā)，把大部分物質(zhì)拋入周?chē)臻g。這為太陽(yáng)等新一代恒星的形成提供了豐富的物質(zhì)基礎(chǔ)。

形成太陽(yáng)系的物質(zhì)來(lái)源于超新星爆發(fā)所剩下的殘余物質(zhì)，太陽(yáng)系外圍的奧爾特云區(qū)域的物質(zhì)也是超新星爆發(fā)殘余的物質(zhì)，與太陽(yáng)系八大行星區(qū)域的物質(zhì)來(lái)源是一致的。那么，銀河系的銀暈區(qū)域的物質(zhì)是來(lái)源于什么呢？銀暈外圍的物質(zhì)會(huì)是來(lái)源于什么呢？

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3.6銀河系天體運(yùn)動(dòng)或物質(zhì)分布狀況

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圖45 銀河系中心區(qū)域的銀核呈棒狀結(jié)構(gòu)，類(lèi)似于中間略鼓的圓柱體，像一個(gè)中間略鼓的棒子。這種結(jié)構(gòu)的形成自然是由于中心區(qū)域天體運(yùn)動(dòng)（運(yùn)行）狀況決定的，而天體運(yùn)行狀況由天體分布狀況決定。

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圖46 這是銀河系不同位置天體環(huán)繞銀心的線(xiàn)速度，我們只看實(shí)際測(cè)量的線(xiàn)速度?？梢钥吹姐y河系中心區(qū)域，天體環(huán)繞中心的線(xiàn)速度與距離中心的半徑R接近正比關(guān)系，由于天體環(huán)繞銀河系中心的周長(zhǎng)與距離中心的距離成正比，這讓銀河系中心區(qū)域的天體具有幾乎相同的角速度，這為銀河系中心區(qū)域主體部分天體分布呈棒狀結(jié)構(gòu)提供條件。

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圖47 順時(shí)針旋轉(zhuǎn)的銀河系天體

物質(zhì)的分布總是趨向于集中的，銀河系中心區(qū)域的物質(zhì)分布也具有同樣趨勢(shì)，這是銀河系中心區(qū)域天體向棒狀結(jié)構(gòu)進(jìn)化的原因。棒狀結(jié)構(gòu)可以滿(mǎn)足天體趨向集中的進(jìn)化發(fā)展趨勢(shì)。

為了維持中心區(qū)域天體的棒狀結(jié)構(gòu)，中心區(qū)域的天體還需要進(jìn)行另一個(gè)相對(duì)運(yùn)動(dòng)。即在以銀河系中心為環(huán)繞中心以幾乎相同的角速度環(huán)繞的同時(shí)，還要以棒狀結(jié)構(gòu)的中心線(xiàn)為對(duì)稱(chēng)軸，進(jìn)行適度的環(huán)繞運(yùn)動(dòng)，這個(gè)運(yùn)動(dòng)所需的向心力是平衡棒狀區(qū)域天體之間相互的引力作用。也就是類(lèi)似棒子以中心軸為中心做圓周運(yùn)動(dòng)。

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圖48 如果銀河系中心的棒狀結(jié)構(gòu)用這個(gè)圓柱體表示的話(huà)，銀核區(qū)域的天體整體環(huán)繞銀河系中心運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，還環(huán)繞這個(gè)紅色的對(duì)稱(chēng)軸運(yùn)動(dòng)。現(xiàn)在的問(wèn)題是，環(huán)繞對(duì)稱(chēng)軸的運(yùn)動(dòng)，暫時(shí)還沒(méi)有理由根據(jù)某些道理確定是怎樣環(huán)繞的，比如，究竟應(yīng)該是順時(shí)針還是逆時(shí)針，二者從道理上看應(yīng)該是平等的，機(jī)會(huì)是均等的。當(dāng)然，銀河系的核心部分確實(shí)只有一個(gè)繞軸環(huán)繞方向，并且整體都是同樣方向繞軸轉(zhuǎn)圈。根據(jù)實(shí)際觀測(cè)可以確定這個(gè)方向。

在引力作用下，天體的環(huán)繞速度V環(huán)=√（GM/R），鑒于銀河系中心區(qū)域天體的環(huán)繞速度與半徑幾乎成正比關(guān)系，我們可以據(jù)此判斷銀河系中心區(qū)域天體質(zhì)量與空間的關(guān)系。因此，我們可以判斷，銀河系中心區(qū)域天體分布質(zhì)量與半徑R的平方成正比。我們知道體積與半徑R的三次方成正比，可見(jiàn)這種質(zhì)量的分布情況不算過(guò)分，銀河系中心天體質(zhì)量分布與我們的感覺(jué)類(lèi)似，確實(shí)是從中心向四周，物質(zhì)分布密度逐漸遞減。物質(zhì)分布密度大致是與半徑R成反比，這就是銀河系中心區(qū)域物質(zhì)分布狀況。

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圖49 歐美科學(xué)家繪制的銀河系北極上空的俯視圖，圖中的極坐標(biāo)中心就是我們的太陽(yáng)系位置，用Sun表示。中心區(qū)域并不是我們想象的橢球體，而是一個(gè)對(duì)稱(chēng)的棒子，所以，銀河系屬于宇宙中最常見(jiàn)（我們發(fā)現(xiàn)的星系中60%都是類(lèi)銀河系的結(jié)構(gòu)模式）的棒旋星系，即有中心棒子和周?chē)男劢Y(jié)構(gòu)。

銀河系旋臂的形成自然是恒星圍繞銀心轉(zhuǎn)圈的結(jié)果，在銀河系的中部和邊緣區(qū)域，恒星竟然以類(lèi)似的線(xiàn)速度圍繞銀心轉(zhuǎn)圈，所處位置距離銀心的半徑越大，環(huán)繞的周長(zhǎng)就同比例增加。所處位置半徑小的恒星，角速度快（也就是恒星的角速度與半徑成反比），結(jié)果是里面的恒星比較靠前，逐漸拉開(kāi)了與外圍恒星的距離，導(dǎo)致旋臂越拉越長(zhǎng)。雖然懸臂上的恒星最終會(huì)重新組合，這個(gè)重組時(shí)間相對(duì)較短，在絕大部分時(shí)間內(nèi)，銀河系景觀呈旋臂結(jié)構(gòu)。這應(yīng)該是我們看到，大部分星系類(lèi)似銀河系具有旋臂結(jié)構(gòu)的原因。那些沒(méi)有旋臂結(jié)構(gòu)的星系，相當(dāng)一部分應(yīng)該是處于旋臂恒星重組階段。

因此，我們可以判斷，銀河系中心區(qū)域的棒狀結(jié)構(gòu)區(qū)域的天體，依然是順時(shí)針環(huán)繞銀河系中心轉(zhuǎn)圈，與旋臂區(qū)域的天體的環(huán)繞方向是一致的。由于銀河系中心區(qū)域的角速度是類(lèi)似的，因此，銀河系中心區(qū)域的棒狀結(jié)構(gòu)是非常穩(wěn)定的，持久的，幾乎是永恒的，這與會(huì)變化的銀河系旋臂區(qū)域的結(jié)構(gòu)是不同的。

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3.7銀河系物質(zhì)分布密度及暗物質(zhì)分布情況

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圖50 我們繼續(xù)分析銀河系天體環(huán)繞銀心的線(xiàn)速度圖，通過(guò)這個(gè)圖所隱含的數(shù)據(jù)，我們可以得到很多東西，比如，可以知道銀河系物質(zhì)分布密度趨勢(shì)。

銀河系中心區(qū)域天體的環(huán)繞運(yùn)動(dòng)速度分布曲線(xiàn)接近直線(xiàn)，環(huán)繞速度與距離銀心的半徑R接近正比，即角速度接近。因此，我們上一節(jié)內(nèi)容已經(jīng)說(shuō)過(guò)，根據(jù)天體的環(huán)繞速度V環(huán)=√（GM/R），和體積與半徑的三次方成正比的公式，可以得到銀核區(qū)域的物質(zhì)分布密度與距離中心的R接近反比關(guān)系，即距離銀心越遠(yuǎn)，環(huán)繞速度越小，成反比例關(guān)系。

從銀核之外開(kāi)始，暗物質(zhì)露面了。此時(shí)的物質(zhì)分布密度是包括暗物質(zhì)在內(nèi)的總物質(zhì)分布密度。

從銀核之外，大約是距離銀心一萬(wàn)光年的地方開(kāi)始，到距離銀心兩萬(wàn)光年的地方，環(huán)繞速度增加比例明顯慢了。這顯示質(zhì)量的增長(zhǎng)沒(méi)有跟上半徑R的增加，也就是總物質(zhì)分布密度與半徑R的關(guān)系，比反比例關(guān)系大了一些。

從距離銀心兩萬(wàn)光年的地方開(kāi)始，天體的環(huán)繞速度基本穩(wěn)定了，變化不大了，大致以略超兩百千米每秒的速度環(huán)繞銀心運(yùn)動(dòng)。根據(jù)天體的環(huán)繞速度V環(huán)=√（GM/R），可以知道半徑R與環(huán)繞軌道之內(nèi)的總質(zhì)量（包括暗物質(zhì)）的比值基本穩(wěn)定，這樣才可以有比較穩(wěn)定的環(huán)繞速度。

空間體積與半徑R的三次方成正比，而物質(zhì)分布總量大致與半徑R成正比，這意味著物質(zhì)分布密度ρ與半徑R的平方成反比。這是較為強(qiáng)烈的反比關(guān)系，距離銀心越遠(yuǎn)，物質(zhì)分布密度越小。雖然有著如此強(qiáng)烈的反比關(guān)系，即有著二次方的反比關(guān)系，但由于半徑R與體積有著三次方的正比關(guān)系，這導(dǎo)致銀河系外圍的質(zhì)量分布幾乎可以與半徑R成正比。這意味著銀河系外圍分布的物質(zhì)總量巨大。比如，從半徑5萬(wàn)光年到半徑10萬(wàn)光年的環(huán)球型區(qū)域，分布了相當(dāng)于從銀河系中心到5萬(wàn)光年區(qū)域的物質(zhì)總量。

從5萬(wàn)光年到10萬(wàn)光年的區(qū)域，幾乎沒(méi)有可見(jiàn)物質(zhì)，這里屬于銀暈區(qū)域，甚至部分屬于銀冕區(qū)域，幾乎都是所謂的暗物質(zhì)。

在距離銀心10萬(wàn)光年的地方，如果沒(méi)有暗物質(zhì)的話(huà)，天體環(huán)繞銀心的線(xiàn)速度應(yīng)該接近100千米每秒，有了暗物質(zhì)，天體環(huán)繞速度倍增。根據(jù)天體的環(huán)繞速度V環(huán)=√（GM/R），可以知道，半徑不變，環(huán)繞速度倍增，需要質(zhì)量增加4倍。這意味著半徑10萬(wàn)光年之內(nèi)，暗物質(zhì)就已經(jīng)大致占據(jù)銀河系總物質(zhì)的75%了。人們估測(cè)的宇宙暗物質(zhì)占宇宙總物質(zhì)的比例大致是六分之五。

我們現(xiàn)在需要得出我們需要的明確結(jié)論，銀河系物質(zhì)分布密度隨著遠(yuǎn)離銀心而急劇下降。這符合我們的感覺(jué)，這體現(xiàn)了引力中心或大引力源的價(jià)值，確實(shí)可以聚攏物質(zhì)。距離引力源越近，物質(zhì)分布越稠密，距離引力源越遠(yuǎn)，物質(zhì)分布越稀疏。讓人捉摸不定的暗物質(zhì)同樣遵循這個(gè)規(guī)則，暗物質(zhì)分布密度隨著遠(yuǎn)離引力源的距離而降低，雖然引力源核心區(qū)域并沒(méi)有暗物質(zhì)分布。

暗物質(zhì)竟然與可見(jiàn)物質(zhì)具有一樣的分布密度趨勢(shì)，這顯示暗物質(zhì)同樣受到引力作用的強(qiáng)大影響或擺布。如果暗物質(zhì)之間再有引力之外的作用力，比如暗物質(zhì)之間會(huì)有碰撞效應(yīng)，那么暗物質(zhì)也會(huì)形成類(lèi)似可見(jiàn)物質(zhì)那樣的天體系統(tǒng)。針對(duì)銀河系來(lái)說(shuō)，銀河系中暗物質(zhì)形成的天體系統(tǒng)會(huì)與可見(jiàn)物質(zhì)的天體系統(tǒng)大概率重合。似乎我們感覺(jué)不到這樣的情況。應(yīng)該是銀河系中的暗物質(zhì)沒(méi)有形成自己的天體系統(tǒng)，不過(guò)，這確實(shí)是不正常的。只能說(shuō)暗物質(zhì)之間除了引力作用，沒(méi)有其他的作用力，比如，沒(méi)有碰撞效應(yīng)。

暗物質(zhì)之間就是沒(méi)有碰撞效應(yīng)，在引力的擾動(dòng)下，暗物質(zhì)環(huán)繞速度會(huì)發(fā)生變化，一部分暗物質(zhì)也會(huì)墜入銀核。銀河系如此漫長(zhǎng)的存在時(shí)間，墜入銀核的暗物質(zhì)應(yīng)該數(shù)量巨大。但是，我們似乎感覺(jué)不到銀核區(qū)域的暗物質(zhì)。這說(shuō)明哪里出了問(wèn)題？

距離引力源越遠(yuǎn)，物質(zhì)分布越稀疏，這種趨勢(shì)不會(huì)戛然而止。比如，到銀河系旋臂的外部邊緣，可見(jiàn)物質(zhì)為何會(huì)急速下降，而不是同比例（比如分布密度與半徑的平方成反比）下降呢？比如，憑啥說(shuō)，在旋臂之外的銀暈中或銀冕中，就不能分布密度同比例減小的可見(jiàn)物質(zhì)呢？因此，我們大致可以推測(cè)，銀暈或銀冕中所謂的暗物質(zhì)，應(yīng)該就是可見(jiàn)物質(zhì)。只是由于這里的可見(jiàn)物質(zhì)分布密度較低，且區(qū)域天體進(jìn)化緩慢或進(jìn)化程度較低，而沒(méi)有形成大量的可以發(fā)光的恒星，因此，我們?cè)诘厍蛏峡床坏竭@些實(shí)際上可見(jiàn)的普通物質(zhì)（比如，以分子或小顆粒存在，小型天體，甚至行星或不太明亮的恒星）。

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3.8太陽(yáng)系暗物質(zhì)分布情況

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我們通過(guò)前面的文章分析已經(jīng)知道，銀河系范圍內(nèi)的物質(zhì)分布密度大致與距離銀心的半徑R的平方成反比。但由于體積與半徑R的三次方成正比，因此，銀河系物質(zhì)（包括暗物質(zhì)）總量大致與半徑R成正比。

距離銀心越近，物質(zhì)分布密度確實(shí)越大，這符合我們的直覺(jué)。這體現(xiàn)了引力源的巨大作用，確實(shí)可以匯集物質(zhì)。距離引力源越遠(yuǎn)，受到引力源的引力作用越小，應(yīng)該更多地保持原生態(tài)。比如，盡量接近原來(lái)的固有的物質(zhì)分布密度，即盡量接近繼承的星系形成之前的空間物質(zhì)分布密度。但是，并不是這樣的，這又不太符合我們的感覺(jué)了。應(yīng)該可以解釋的原因是，銀河系與太陽(yáng)系這樣的天體系統(tǒng)不一樣。

太陽(yáng)系物質(zhì)分布高度集中于核心區(qū)域，而銀河系物質(zhì)分布中心區(qū)域物質(zhì)密度雖然較大，但是總量占比并不明顯，這導(dǎo)致距離銀河系中心區(qū)域很遠(yuǎn)的地方，竟然可以保持類(lèi)似的環(huán)繞銀河系中心的線(xiàn)速度，這是與太陽(yáng)系明顯不同的地方。這導(dǎo)致遠(yuǎn)離銀河系中心的區(qū)域依然可以受到銀河系內(nèi)部的較大引力作用，進(jìn)而導(dǎo)致遠(yuǎn)離銀心的地方的物質(zhì)或天體具有較大的被墜入銀心的趨勢(shì)，因此，形成了銀河系物質(zhì)分布密度明顯的與半徑R成反向關(guān)系的現(xiàn)象。也就是說(shuō)，銀河系物質(zhì)如果也像太陽(yáng)系那樣集中到核心區(qū)域，遠(yuǎn)離銀河系中心的區(qū)域，就應(yīng)該不會(huì)損失那么多物質(zhì)了。其物質(zhì)分布密度就會(huì)比現(xiàn)在大一些，甚至?xí)霈F(xiàn)距離銀心越遠(yuǎn)而密度越大的趨勢(shì)。

雖然物質(zhì)在引力作用下，可以形成自己的天體系統(tǒng)，但是，把物質(zhì)匯集到一起是非常漫長(zhǎng)和困難的過(guò)程。把物質(zhì)匯集到中心一部分是普遍情況，雖然需要漫長(zhǎng)時(shí)間，但是，是普遍可以完成的事情。把物質(zhì)通過(guò)引力作用全部匯集到中心幾乎是不可能的，宇宙中似乎也沒(méi)有這樣的大型天體系統(tǒng)。其實(shí)從邏輯上看，把大部分物質(zhì)匯集到中心區(qū)域也是很困難的，所需時(shí)間是漫長(zhǎng)的，由于宇宙本身很漫長(zhǎng)，這樣的天體系統(tǒng)在現(xiàn)在的宇宙中是常見(jiàn)的。但是，把絕大部分物質(zhì)匯集到中心區(qū)域是極其困難的，需要極其漫長(zhǎng)的時(shí)間。在宇宙中，這樣的天體系統(tǒng)應(yīng)該占少數(shù)。

我們想一想我們的太陽(yáng)系吧！我們竟然就生活在絕大部分物質(zhì)匯集中心的天體系統(tǒng)中，這也太巧合了吧？你相信嗎？我們的太陽(yáng)系絕不會(huì)這么純真，我們的太陽(yáng)系應(yīng)該比我們認(rèn)識(shí)的復(fù)雜。作為一個(gè)位于旋臂邊緣，恒星分布相對(duì)稀疏區(qū)域的太陽(yáng)系來(lái)說(shuō)，其天體系統(tǒng)發(fā)育應(yīng)該很完善，也就是受到其他恒星的干擾較小，其一定會(huì)形成空間極為壯觀的奧爾特云區(qū)域。奧爾特云里面分布著物質(zhì)密度略小于太陽(yáng)系形成之前所繼承的空間物質(zhì)分布密度，在奧爾特云的外部邊緣區(qū)域，這里幾乎不受太陽(yáng)系引力的作用了，這里幾乎與恒星際之間的物質(zhì)分布密度類(lèi)似了，這里幾乎有著接近太陽(yáng)系形成之前的那團(tuán)星云的物質(zhì)分布密度。

太陽(yáng)系的物質(zhì)凈來(lái)源區(qū)域（流失物質(zhì)小于流入物質(zhì)的區(qū)域），應(yīng)該就是太陽(yáng)系勢(shì)力范圍，即太陽(yáng)系本身區(qū)域。太陽(yáng)系之外對(duì)太陽(yáng)系物質(zhì)貢獻(xiàn)應(yīng)該也有，同理，太陽(yáng)系內(nèi)部應(yīng)該也有逃逸出去的物質(zhì)或天體，總體看，應(yīng)該是流失物質(zhì)與接納物質(zhì)接近平衡。太陽(yáng)系空間的內(nèi)部物質(zhì)匯集成了太陽(yáng)，太陽(yáng)系空間的中部或外部區(qū)域分布的物質(zhì)對(duì)太陽(yáng)的物質(zhì)貢獻(xiàn)應(yīng)該不大，這里的物質(zhì)現(xiàn)在應(yīng)該依然分散著或流浪著。

太陽(yáng)系奧爾特云區(qū)域流浪的物質(zhì)總量大概率的會(huì)比太陽(yáng)本身的質(zhì)量大，大兩倍的可能性也是有的，估計(jì)再大，可能性就不大了。

圖51 錢(qián)德拉X射線(xiàn)天文臺(tái)拍攝的開(kāi)普勒超新星

我們現(xiàn)在應(yīng)該可以基本建立清晰概念了，奧爾特云區(qū)域里面分布著大量物質(zhì)或天體，只是由于單個(gè)天體質(zhì)量不大，天體自身的溫度很低，很少熱輻射或不發(fā)光，我們?cè)诘厍蛏嫌^測(cè)不到這些天體或物質(zhì)。這就是我們所謂的太陽(yáng)系暗物質(zhì)，其本質(zhì)上與八大行星區(qū)域的物質(zhì)是一樣的，都是曾經(jīng)的超新星爆發(fā)遺留的殘?jiān)?/p>

分布在星系與星系之間的暗物質(zhì)，應(yīng)該是宇宙早期的物質(zhì)殘留，也就是與形成星系之前的宇宙物質(zhì)構(gòu)成是一樣的。星系中恒星天體系統(tǒng)范圍內(nèi)的暗物質(zhì)應(yīng)該主要是超新星爆發(fā)留下的殘?jiān)@些殘?jiān)纬闪诵窍低鈬暮阈?，太?yáng)系就是這樣形成的。

太陽(yáng)系的物質(zhì)分布密度變化趨勢(shì)應(yīng)該不會(huì)與銀河系物質(zhì)分布密度變化趨勢(shì)類(lèi)似，銀河系物質(zhì)分布密度與半徑R的平方成反比，太陽(yáng)系的物質(zhì)分布密度應(yīng)該不會(huì)遞減這么明顯，因?yàn)樘?yáng)系是中心質(zhì)量占重要比例的天體系統(tǒng)。甚至從另一個(gè)角度看，太陽(yáng)系物質(zhì)分布密度應(yīng)該會(huì)與半徑成弱弱的反向關(guān)系的。但這樣太可怕了，這會(huì)導(dǎo)致太陽(yáng)系外圍物質(zhì)太多，似乎也是不行的。因此，我們搞一個(gè)折中，太陽(yáng)系物質(zhì)分布密度與半徑R的平方依然成反比關(guān)系吧。就是這樣，太陽(yáng)系范圍內(nèi)，質(zhì)量總量會(huì)與半徑R成正比的，此時(shí)需要把太陽(yáng)這個(gè)中心天體的質(zhì)量除外。

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圖52 歐美科學(xué)家繪制的包括奧爾特云的太陽(yáng)系球狀立體圖

我們常說(shuō)的太陽(yáng)占太陽(yáng)系99.865%的質(zhì)量，剩余的主要是八大行星及其他的一些天體，分布在距離太陽(yáng)40天文單位內(nèi)。如果扣除太陽(yáng)質(zhì)量后，太陽(yáng)系剩余質(zhì)量與半徑R成正比，這個(gè)假設(shè)與銀河系的質(zhì)量變化趨勢(shì)類(lèi)似，不算過(guò)分，質(zhì)量數(shù)據(jù)低估的可能性較大。

400天文單位內(nèi)，不包括太陽(yáng)的質(zhì)量，總質(zhì)量應(yīng)該是40天文單位內(nèi)質(zhì)量的10倍，即應(yīng)該是0.135%的十倍，1.35%的太陽(yáng)質(zhì)量。4000天文單位的質(zhì)量應(yīng)該相當(dāng)于太陽(yáng)質(zhì)量的13.5%，40000天文單位范圍內(nèi)應(yīng)該相當(dāng)于太陽(yáng)質(zhì)量的135%。一光年約是65700天文單位，40000天文單位大致是大半光年的范圍。太陽(yáng)系的勢(shì)力范圍可達(dá)一光年，甚至多一些，比如達(dá)到10萬(wàn)天文單位。按照8萬(wàn)天文單位，其范圍內(nèi)已經(jīng)可以擁有相當(dāng)于2.7倍太陽(yáng)質(zhì)量的質(zhì)量了。與我們前面感覺(jué)的，太陽(yáng)系太陽(yáng)之外的質(zhì)量總量可能達(dá)到太陽(yáng)質(zhì)量的兩倍較為接近?？磥?lái)，太陽(yáng)系質(zhì)量密度分布趨勢(shì)真的與銀河系質(zhì)量密度分布趨勢(shì)類(lèi)似，即與半徑R的平方成反比。這應(yīng)該是最低估值了，不可能再低了。

也許我們代入的數(shù)值太大，不應(yīng)該從八大行星算起，而應(yīng)該從八大行星之外算起。問(wèn)題是，為什么要從八大行星之外算起呢？有什么道理嗎？關(guān)鍵的是我們不知道八大行星之外的質(zhì)量分布??！

我們也許無(wú)法測(cè)量太陽(yáng)系勢(shì)力范圍內(nèi)，遠(yuǎn)離太陽(yáng)的天體的環(huán)繞速度，但是我們可以觀測(cè)太陽(yáng)系附近恒星與太陽(yáng)的相對(duì)速度，感受太陽(yáng)系的實(shí)際質(zhì)量。因?yàn)槲覀兲?yáng)系附近的恒星都有較多的暗物質(zhì)，恒星系統(tǒng)質(zhì)量都會(huì)明顯大于中心天體質(zhì)量，相互之間的運(yùn)行速度會(huì)比我們根據(jù)中心天體質(zhì)量估測(cè)的數(shù)值大。

太陽(yáng)系大概率的會(huì)與附近天體進(jìn)化成固定的團(tuán)體關(guān)系，也就是不會(huì)輕易分開(kāi)的，不是臨時(shí)聚到一起的，而幾乎是永恒地匯集一起。因此，太陽(yáng)系附近天體的運(yùn)動(dòng)速度大概率的不會(huì)讓這個(gè)天體輕松遠(yuǎn)離太陽(yáng)系。也就是說(shuō)，太陽(yáng)系與附近天體組成的引力作用系統(tǒng)，讓各個(gè)成員幾乎都無(wú)法逃逸出這個(gè)群體。按照這個(gè)思路，可以根據(jù)附近多數(shù)天體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度，推測(cè)這個(gè)天體群體的總質(zhì)量，大概率會(huì)符合實(shí)際的。自然是，我們就可以感受太陽(yáng)系的總質(zhì)量了。

我們前面的文章中已經(jīng)分析出太陽(yáng)系軌道區(qū)域的所謂暗物質(zhì)占據(jù)總質(zhì)量的一半，也就是太陽(yáng)系軌道區(qū)域一半是發(fā)光物質(zhì)，一半是所謂的暗物質(zhì)。太陽(yáng)系軌道區(qū)域的旋臂中心區(qū)域，恒星比較稠密，相互之間距離較近，不可能有兩光年以上的間距。恒星發(fā)育自然是不完善的，不可能擁有廣闊的奧爾特云區(qū)域，應(yīng)該只是有范圍較窄的奧爾特云區(qū)域。這意味著這些恒星隱含的所謂暗物質(zhì)是不多的。因此，像太陽(yáng)系這樣的位于旋臂邊緣的恒星稀疏區(qū)域的恒星就需要多分布一些暗物質(zhì)了。

平均每顆恒星分配相當(dāng)于自己質(zhì)量的暗物質(zhì)，旋臂主流區(qū)域的恒星實(shí)際上只分布了很少的暗物質(zhì)，處于非主流的旋臂邊緣恒星自然會(huì)分布較多的暗物質(zhì)，也許會(huì)是特別多的暗物質(zhì)。當(dāng)然，在銀盤(pán)之外的空間上，比如銀盤(pán)的上面或下面的廣闊空間，也會(huì)分布暗物質(zhì)。只是憑感覺(jué)，也許同樣遵循物質(zhì)密度遞減規(guī)律，比如，物質(zhì)密度與遠(yuǎn)離銀盤(pán)的距離的平方成反比。如果物質(zhì)密度分布真的這樣，銀盤(pán)之外的物質(zhì)總量也是很大的，畢竟其空間范圍巨大。估計(jì)銀盤(pán)之外的暗物質(zhì)總量會(huì)相當(dāng)于銀盤(pán)區(qū)域的暗物質(zhì)總量。

總體上看，太陽(yáng)系內(nèi)的暗物質(zhì)相當(dāng)于太陽(yáng)質(zhì)量的兩倍，也不算過(guò)分，算是正常的吧！稠密恒星區(qū)域的暗物質(zhì)只占恒星質(zhì)量的幾分之一，甚至更少也是正常的?？梢?jiàn)，暗物質(zhì)在銀河系內(nèi)部的分布是極不均勻的，銀河系旋臂邊緣是暗物質(zhì)的主要集聚區(qū)域，遠(yuǎn)離銀盤(pán)的空間也有暗物質(zhì)。當(dāng)然，在銀盤(pán)的外部邊緣區(qū)域，即遠(yuǎn)離銀心的銀盤(pán)外部區(qū)域，暗物質(zhì)會(huì)特別多。當(dāng)然，其分布密度也許不比旋臂邊緣區(qū)域的暗物質(zhì)分布密度大，只是由于空間體積特別大，暗物質(zhì)總量是極為壯觀的，分布著遠(yuǎn)超銀河系可見(jiàn)物質(zhì)的暗物質(zhì)。

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小結(jié)

太陽(yáng)系物質(zhì)不可能絕大部分集中于中心天體，這是本章的核心觀點(diǎn)。太陽(yáng)系中心天體物質(zhì)集中程度要明顯比木星或土星這樣的低一級(jí)的天體系統(tǒng)的中心天體物質(zhì)集中程度低，但也明顯會(huì)比銀河系這樣的高一級(jí)的天體系統(tǒng)中心天體的物質(zhì)集中程度高，太陽(yáng)系中心天體物質(zhì)集中程度會(huì)介于二者之間。太陽(yáng)系中心天體的物質(zhì)總量大概率的會(huì)不到太陽(yáng)系物質(zhì)總量的一半。