对【63楼】说:
最新的巡天调查结果显示,太阳到银河系中心的距离为26,100光年,以及银河系自转速率在太阳系位置上的线速度为每秒240公里。 1光年=10^(16)m 我的估算法: 先暂时按照球形质量分布来计算,之后再估算盘状质量。 太阳到银河系中心的距离为26,100光年(约2.6万光年), R=2.6*10^4*10^(16)=2.6*10^(20)mGM/R=v^2, 太阳轨道内质量M=v^2*R/G=((2.4*10^5)^2)*( 2.6*10^(20))/( 6.672x10^(-11))=2.2*10^(41)Kg, 太阳质量M=2.0×10^30 千克,所以,太阳公转轨道内质量M合计为1.1*10^(11)个(即1100亿个)太阳质量。 由于M=v^2*R/G,且转动曲线比较平直,v^2是一个常数,所以星系质量M增加量与与银心距离R增加量成正比。 由于2.6万光年半径内含1100亿个太阳质量,那么距离R每增加一万光年,就增加(1/2.6)*1100亿=423亿太阳质量。到10万光年,总质量就是大致为4230亿太阳质量,到20万光年,总质量就是大致为8460亿太阳质量. 以上为作球状分布考虑,如果考虑圆盘质量分布呢?圆盘质量的引力分布复杂。我假设球被压缩为盘,引力可以放大一倍(我认为放大一倍,已经足够多了,实际估计不可能放大一倍)。那么到20万光年,总质量需要大致为4000多亿太阳质量。 根据一篇文章《银河系自转曲线》(赵君良,Chinese Journal of Nature V01.34 No.5,中国科学院上海天文台)提到:“近期有人利用大规模数字巡天资料,首次讨论了R≈10--60kpc范围内的银河系自转曲线,发现银河系自转速度从太阳圈处的Vo=220 km·s-1,渐而减小到R≈60 kpc处的V(R)≈175km·s-1,并由该项研究估得银河系的总质量约为M(<60kpc)=(4.0±0.7)×10^(11)Mo(太阳质量)”。 这里,60kpc约等于20万光年(1pc=3.26光年)。作者在这里提到在R<20万光年范围内,银河系的总质量约为M(<60kpc)=(4.0±0.7)×10^(11)Mo(太阳质量),与我的估算大致一致。 目前实际可观测银河系质量为1400亿太阳质量(如百度数据:“银河系是太阳系所在的天体系统,包括一千二百亿颗恒星和大量的星团、星云,还有各种类型的星际气体和星际尘埃。它的直径约为100,000多光年,中心厚度约为12,000光年,可见物质总质量是太阳质量的大约1400亿倍”)。 因此,可测亮物质质量即光度质量(1400亿太阳质量)与所需要的动力学质量(大致为4000多亿太阳质量,半径为20万光年之内)还是有很大偏差的。另外,R=20万光年,也不是银河系边缘,只能算是银河系外围。实际动力学质量要求更多。 另外一个大矛盾是:可测亮物质质量(1400亿太阳质量)大部分位于太阳公转轨道之内(如在半径为0.7万光年的银球内物质很多,在R=2-3万光年之内也较多)。而按照转动曲线来估算,R=3-10万光年内的动力学质量比起R=3万光年内的动力学质量更多。也就是说,动力学质量与可见光度质量的分布并不一致。这是一个很大的矛盾,即在3-10万光年范围,需要的动力学质量远远比可见光度质量大很多倍(6-10倍);至于在R=10-20万光年,这个问题也同样严峻,或者更严峻。在太阳系轨道内,以及R=3-6万光年之内,也许可以用适当的拟合,可以让动力学质量与可见光度质量一致起来,问题不严峻(正如“屋里学大师”所作),但在大R上,问题很严峻!! |