1.
银河系最初可能是球状的,由于某种原因(例如前期与其它星系的相互作用)而具有一定的角动量。正是由于这个角动量的存在,使球状银河系不会在引力作用下凝聚(坍缩)成一团,而只能成具有一定半径的盘状。因为在凝聚过程中,角动量守恒要求转速增大,从而使离心力增大,它往往比引力增大的更快。从能量角度看,角动量守恒所要求的转速增大将使动能增大,虽然这时引力势能减小,但当半径小到某一值后,动能的增大量将比引力势能的减小量大。但角动量守恒却并不妨碍星系沿着转轴方向的坍缩,因为对这种坍缩,角动量守恒不要求增加转速。这就是说,角动量守恒限制了星系在垂直于转轴方向的进一步坍缩,但不妨碍星系沿着转轴方向的坍缩,因而星系最终坍缩成盘状。在沿轴坍缩过程中减少的引力势能将以辐射的形式释放掉。 然而,旋臂的存在却令人费解。一般说来,在引力作用下,星系应该是一个扁圆盘,不可能形成旋涡结构。即使暂时出现旋臂,在星系自转过程中,由于靠里面的恒星转动得快,外边的转得慢,星系形成不久旋臂就会缠紧。可是从银河系诞生到现在,太阳已经围绕银河中心旋转了二十多圈,却没有发现旋臂缠紧。 密度波理论认为,恒星在绕中心旋转时,绕转的速度和空间密度都是波动变化的。运动慢则恒星密集,反之则稀疏,因而空间密度也呈现波动变化。这种波既绕中心环行传播,同时又沿半径方向传播,因而密度极大的波峰呈旋涡状分布,从而形成旋臂。恒星进入旋臂后因为恒星密集和引力场加强而减慢速度;反过来,速度减慢使恒星“拥挤”一起,密度增大,引力场加强,因而使这种状况得以自行维持。密度波的一个重要特点是,旋臂中的星不是一成不变的,恒星有进有出,川流不息,而旋臂图案却保持不变,旋臂不会缠卷起来。根据密度波理论模式,从星系应该遵循的引力场方程和动力学方程,得出准稳定的旋涡密度波解,说明了许多观测事实。密度波理论成功地解释了旋涡结构的本质和能够维持的原因,但是关于旋臂的起源与演化等问题,仍需作进一步的研究。 参考资料:
http://baike.baidu.com/view/277236.html2.
1929年哈勃(Edwin Hubble)对河外星系的视向速度与距离的关系进行了研究。当时只有46个河外星系的视向速度可以利用,而其中仅有24个有推算出的距离,哈勃得出了视向速度与距离之间大致的线性正比关系。现代精确观测已证实这种线性正比关系
v = H×d
其中v为退行速度,d为星系距离,H为比例常数,称为哈勃常数。这就是著名的哈勃定律。
其中v可以以多普勒定律在恒星光谱中得出,为银河系边缘的退行速度,H为常数,d即为银河系直径的近似解
PS.
少壮不努力,一生在内地; 年少不拼搏,老死在中国; 英语学不牢,世代在天朝; 学习不刻苦,永远在大陆。 在大陆,喝三鹿,七十年后没房住,世世代代穷忙碌。