宇宙如何减肥法

银河系如何保持旺盛的生命力？它的寿命有多长呢？

根据最广泛接受的宇宙学模型，宇宙第一批星系（包括银河系）开始形成于130亿至140亿年前。在接下来的十亿年中，现在观察到的宇宙结构首次出现。这些包括像星系团、超星系团和星际尘埃这样的东西，但也包括像球状星团、星系旋臂和超大质量黑洞这样的星系特征。

然而，像生物一样，星系从出生后一直在进化。事实上，在它们的一生中，星系一直在聚集和喷射质量。

因为物质是星系中恒星形成的关键，所以知道物质的添加和丢失速度对于理解星系如何随时间演变是很重要的。

按照这种模式，巨大的恒星在星系中产生恒星风，将物质从星系盘中驱出。当它们在生命末期变成超新星时，它们同样会将大部分物质驱逐出去。随着时间的推移，这种物质会弹回到盘中，为新恒星的形成提供物质。

恒星的形成可能与星系核心的超大质量黑洞的大小密切相关。基本上，小行星和大行星释放出巨大的能量，可以加热核心周围的气体和尘埃，从而阻止它有效地聚集并经历重力坍缩形成新的恒星。

银河系在大约70亿年前经历了一个休眠时期，持续了大约20亿年。这是冲击波导致星际气体云变热的结果，这暂时导致进入银河系的冷气流停止。随着时间的推移，气体冷却并开始再次流入，引发了第二轮恒星形成。

在比较了气体流入和流出的速度后，科学家发现了过量的气体流入，这对我们银河系未来的恒星形成来说是个好消息，因为有大量的气体可以转化为恒星和行星。科学家测量了每年大约0.5太阳质量的流入量和0.16太阳每年流出量，所以有净流入。

自2010年以来，天文学家们已经意识到从我们银河系中心出现的神秘结构——费米气泡。这些气泡状结构延伸了数千光年，被认为是银河系中心黑洞消耗星际气体并放出伽马射线的结果。

然而，与此同时，这些结果为星系的形成和演化提供了新的视角。这项研究还支持了“冷流吸积”的新观点，这一理论目的是解释星系在形成过程中是如何从周围空间吸积气体的。

这些结果表明，像银河系这样的星系并不是以稳定状态进化的。相反，它们附加地增大和损失气体。这是一个繁荣和萧条的循环:当气体进入时，会形成更多的恒星，但是如果气体进入过多，会引发强烈的恒星爆发，从而吹走所有剩余的气体，关闭恒星的形成。因此，流入和流出之间的平衡决定了恒星形成的数量。

适用于我们银河系的东西也适用于恒星系统。例如，随着时间的推移，我们的太阳系也受到物质流入和流出的影响。像“乌姆阿穆阿”这样的天体证实了小行星和彗星被踢出了恒星系统，并被其他天体有规律地吸引。

但是气体和灰尘呢？随着时间的推移，我们的太阳系和地球是在减肥还是在增重？事实上，根据人造卫星对流星余迹的观测，估计每天大约有100-300吨的物质撞击地球。这相当于每年约30000至100000吨。这看起来可能很多，但在一百万年后，这将只占地球总质量的不到十亿分之一。

然而，地球也通过许多过程定期失去质量。其中包括地壳物质的放射性衰变，这导致能量和亚原子粒子(α、β和γ射线)离开我们的地球。第二个是大气损失，在这种情况下，像氢气和氦气这样的气体会流失到太空。这些加在一起，每年损失约11万吨。

从表面上看，这似乎是每年约10000吨或更多吨的净损失。此外，地球每年从太空中获得40000吨灰尘，而通过大气和其他过程，每年损失90000吨灰尘。

因此，地球可能以每年10000到50000吨的速度变轻。然而，物质添加的速度在这一点上没有受到很好的限制，所以地球有可能收支平衡(尽管地球质量增加的可能性似乎不大)。至于太阳系，情况类似。一方面，星际气体和尘埃一直在流动。

另一方面，我们的太阳占太阳系质量的99.86%——随着时间的推移质量也在减轻。太阳正在因太阳风和内部核聚变过程而质量下降。据一位天文学家所说，这是以1.3245×10^15千焦的能量损失，一年也有200吨质量损失。

这是一个惊人的数字，但是太阳的质量大约是1.9885×10^27吨。所以它不会很快消失。但是随着它失去质量，它对地球和其他行星的引力影响将会减弱。然而，当我们的太阳到达其寿命末期时，它将会大大膨胀，并很可能完全吞噬水星、金星、地球甚至火星。

因此，虽然在可预见的未来，我们的银河系可能会变得越来越大，但我们的太阳和地球本身正在慢慢失去质量。这不应该被视为坏消息，但从长远来看，它确实有影响。与此同时，令人鼓舞的是，即使是宇宙中最古老、最庞大的物体也会像生物一样发生变化。

无论我们谈论的是行星、恒星还是星系，它们都是生的、死的。在这两者之间，它们可以增加或减少质量。生命周期，在宇宙范围内同时展开。