自然与人-9.9  银河系的旋臂绝不会越旋越紧

李开乐

    摘要：银河系的所有天体都来源于银核，故切向线速度基本相同。因内圈路程短而外圈路程长，从远处看去，就会出现里边转得快而外边转得慢。天体之间并无绳子绑在一起，只会越跑越散开而不会越旋越紧。

    有文献认为，银河系的“旋臂会越旋越紧”【9】，真的吗？笔者的回答是绝对不会的！

从银核喷射出来而逐渐散开的所有天体，虽然它们沿着螺旋轨道绕银核转动的切向线速度，都基本上相同于银核表面物质绕银核转动的线速度，但是，因为内、外圈的周长不相等，所以离开银核越远的天体绕银核转动的角速度就越小，也即离银核越远的天体绕转一圈所花的时间越长。于是，从远处看去，就会出现旋转角速度内外不同步的现象，即里边转得快而外边转得慢（如果考虑绕转速度随着半径加大而趋于减小的因素，还会使这种不同步现象更加严重）。由此，便会使一些人发生错觉，认为“旋臂会越旋越紧”了。事实上，银河系的那种旋臂并不是舞台上几条拉不断的“丝绸带子”，而仅仅是大量排列在一起的，并无绳子互相牵扯的星星点点，它们非但不会被越旋越紧，还会越跑越散开（见“自然与人-6.1”）。

    再与赛跑的具体例子比较一下可能就更好理解了。银河系旋臂是由银核喷射出来的恒星和星云，以及由恒星再喷射出来的行星等各种天体所组成。旋臂中天体的运行情况，就很像固定在环形跑道上赛跑的内外不同圈的运动员一样，虽然彼此相邻的天体绕银核的旋转线速度基本相同（运动员的速度也基本相同），但由于内圈路程短而外圈路程长，整个旋臂外形的动态就肯定是内圈转得快而外圈转得慢。

     参考文献：

    【9】《简明天文学》周体健编，高等教育出版社，1990年。