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盾牌UY的引力范围有几光年?如何测量的?

来源:www.mybv.cn   时间:2022-05-27 19:00   点击:260  编辑:蒲勇   手机版

解释这个问题需要先简单了解一下盾牌座UY这颗红特超巨星的基本情况。

这颗恒星是目前已知体积最大的恒星,半径约为太阳的1700多倍,如果将它放到太阳系的中心,它的直径将超过木星轨道接近土星轨道,在它的体积之内,能够容纳大约50亿个太阳,光速环绕这颗恒星的赤道一周需时6.91小时,而光环绕太阳一周仅需14.5秒。它的亮度也非常高,大约为太阳的34万倍,是光度最高的恒星之一。但是它的质量仅为太阳质量的7-10倍,这说明它的密度很低,并且它的状态非常的不稳定,正以很快的速度将大量物质抛入太空,并在其周围形成云气,所以它几乎完全被这些尘埃和气体笼罩。盾牌座UY的寿命只会有短短1000万至5000万年,之后这颗恒星就会因核心的塌缩爆发为超新星,最终演变成一个黑洞。

引力是指具有质量的物体之间相互吸引的作用力,这种力是质量的来源,也是质量的结果,现代物理学中广义相对论将引力被描述为时空的一种几何属性(曲率)。至于盾牌UY的引力范围,其实只要是有质量的天体,无论是盾牌座UY,还是大犬座VY,在宇宙中,它们都可以看做是一个质点,或者引力源。它们的引力传播的速度与真空中的光速一样,并且强度衰减也和光在传播中的衰减一样遵循反平方律(或称平方反比定律),理论上引力场的作用距离是无限远的。

至于一个天体的引力如何测量,只要我们知道万有引力常数G的数值、天体的质量以及天体之间的距离,根据万有引力定律就能计算出来两个天体之间的引力。宇宙中每个质点都以一种力吸引其他各个质点,这种力与各质点的质量的乘积成正比,与它们之间距离的平方成反比:

引力是长程力,理论上任何天体或者某个物体的引力作用力都是无限远的,从这个意义上来说,盾牌座uy的引力有几光年也无可厚非。

但引力又是四种基本作用力中最弱的力,只有强力的10^-39倍,也就是1千万亿亿亿亿分之一,就是比弱力(除了引力最弱的力,只作用于基本粒子放射性衰变),也差26个数量级,就是差百亿亿亿倍。

引力的大小与物体质量乘积成正比,与距离平方成反比。也就是说,物体的质量越大,引力就越大,而距离越远,引力衰减的就越厉害,不光是按距离比例同步衰减,而是呈几何数级衰减。

引力计算公式为:F=G(Mm/r^2)

其中,F为引力,G为引力常数,M和m为大小天体质量,r为天体之间距离。

所以,盾牌座uy的引力在几光年外就很小了,甚至小得可以忽略不计。

因为在几光年外一般会有另一颗恒星,在其附近的小天体会受到另一颗恒星的制约,而很少受到盾牌座uy的影响。

就比如我们太阳,引力影响半径大约在1光年左右,超出这个范围,就不是太阳的引力圈了;而地球的引力范围(希尔球半径)为150万公里,出了这个范围,就影响甚微了。

引力的测算不是量出来的,而是通过恒星的质量计算出来的。盾牌座uy质量约太阳的8~10倍,但半径有太阳的1708倍,体积是太阳的约45亿倍。这样盾牌座uy就是一个虚胖子,而且很虚很虚,表面密度和重力就非常低,不但比太阳低,比地球也低几个数量级。

经科学测算,盾牌座uy的表面重力加速度约9.5x10^-4米/s^2,太阳表面重力加速度为275米/s^2,地球表面重力加速度为9.8米/s^2。

正是因为这颗星球体积太大,与质量不成比例,而引力(重力)是以质量为依据的,引力的计算是从质心到质心的,盾牌座uy的半径巨大,从质心到表面距离遥远,引力衰减得就很厉害,所以表面重力加速度就会很小了。

盾牌座uy虽然很大,直径达到23.8亿千米,但比起光年来还只是个小毛拉子。1光年长度为9.46万亿千米,盾牌座uy直径只是1光年的约4000分之一。

盾牌座uy已经进入恒星演化末期,其中心核聚变燃料不足导致恒星已经极不稳定,其外围物质已经难以巩固,处于不断逃逸涣散阶段。

由于它的质量目前难以精确估计,而且质量在不断地损失,盾牌座uy的结局尚难预料。

如其结局质量大于太阳质量8倍以上,将会发生超新星大爆炸,中心塌缩成一颗中子星;如果质量小于太阳的八倍,则可能在硝烟散尽之后,留下中心一个致密的白矮星。

盾牌座uy距离我们约5100光年,因此那里发生了什么,要在5100年后才能够到达地球,被人类所观测。

它现在是否已经爆炸了,伽马射线暴是否已经在来的路上;或许它已经爆炸几千年了,引力波即将到达我们地球,这些都是未知数。

这一切都缘于我们的观测依靠光为媒介,而光是有速度的,我们看到的一切只能是过去时。

就是这样,欢迎讨论。

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