漩涡星系的中心不是黑洞

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1、(*注：原文于2005年刊登在物理科学探疑－世纪大讨论之中，本文于2007年9月修改。)内容提要：本文基于“接触作用原则”而指出：在引力传播速度有限性的前提下，必然产生引力作用结果的“滞后效应”。正是这一滞后效应造成巨大的恒星系的旋涡式运动状态，这种情形就如同台风绕着自己的“低压中心（台风中心）”旋转类似。随后，根据广义时空相对论的理论结果，对这种旋涡运动的形成机制进行了简要的分析，从而对于“银河系中心可能存在着巨大黑洞”的观点提出了疑义。关键词：漩涡星系黑洞接触作用原则滞后效应低压中心银河系暗物质一引言早在上个世纪

2、70年代初，天文学家就注意到银河系外部星云绕其中心旋转的速度比预期的要快一些，但人们并没有从中发现任何物质。于是，恒星系中心存在巨大黑洞以及大量暗物质的观点就成为当今宇宙学的热门话题。正如美籍华裔物理学家李政道先生在《物理学的挑战》一文中所介绍得那样：由于暗物质的存在，远离星系中心的物质的速度不随距离的增大而减少。这种现象是对所有测量过的967个星系的共同结论，没有一个例外。目前，科学界都相信暗物质与黑洞肯定存在，其证据是：1）在漩涡星系中，星云旋转速度几乎不随星云盘径向距离的增加而改变；2）对星系空间气体辐射X射线

3、的观测发现，它的平均速度已经大于其逃逸速度，但事实上并没有出现逃逸现象；3）有些星系中可以看到的恒星数量很少，仅仅这些恒星不足以使它们维系在一起，可是它们并没有散开；4）按照牛顿的引力定律，离开银河系的中心越远，引力就会变得越弱，星云的旋转速度会相应的减慢。然而，天文观测表明：存在着高速旋转的局部星云；5）观测UGC10214星系时发现：其中的物质不停地向外围流出，可是其外围却看不到任何别的星系存在，于是天文学家们纷纷猜测：在该星系的旁边一定存在着暗星系（即暗物质），在暗星系强大引力的作用下，才导致了UGC10214

4、星系不停地有物质向外流出；……。总而言之，目前的科学界普遍认为：银河系中大约有90%以上的物质是暗物质，这些暗物质可能就是一些质量为太阳质量数千倍的“中等大小的黑洞”，就是这些黑洞拖着年轻的恒星绕着银心的巨大质量的黑洞转动，这个黑洞的质量约为太阳质量的300万倍。正是这种巨型黑洞的存在，阻止了它周围3到4光年范围内难以有任何新星的形成。换言之，因为银心黑洞的强大引力撕裂了构成星球原始物质的任何气团或尘埃云。然而，加利福尼亚大学洛杉矶分校的布拉德·汉森等人近年来却发现，在距离银河系巨型黑洞不到0.5光年的星团中，却存在

5、着许多年轻的恒星，它们的年龄都不足1000万年（参见【1】）。显然，这一结论与上面提到的关于巨型黑洞“阻止了它周围3到4光年范围内难以有任何新星的形成”的结论之间存在着根本的对立！由此可见，现有的关于黑洞存在证据的种种解释都不能自圆其说！有鉴于此，作为一种科学探索，这里应用广义时空相对论的理论结果，对于黑洞的存在证据提出了一种新的解释。二引力场中物体的运动方程根据广义时空相对论的理论结果（参见【2】§20～22），在相对均匀的引力场中，物质运动的微分方程（1）注意到：，，，，以及，可以得出（2）上式右端的第一项是切向

6、加速度，代表着物体的自旋；第二项是法向加速度，代表物体的匀速圆周运动。对传播速度等于光速的引力作用，则有。设受力物体的质量为，则该物体受到的引力为（3）在均匀的引力场中，是个取决于引力场特征的常数，所以切向力取决于引力场的特征；而法向力则同引力源到受力物体之间，引力传播的时间（）成反比。三引力作用的滞后效应牛顿绝对同时性的时空观念，导致了瞬时的超距作用的基本假设。在牛顿超距作用的基础上，导致了万有引力定律根本没有考虑时间因素所带来的影响。可是，物质运动的速度总是存在着一定的极限，即便不是现在的光速，而是远大于光速，它

7、也不可能是个无穷大。——纵然，将来的科学发展发现了超光速物质，也不会影响所提出的讨论原则。所以，我们目前仍以真空中的光速作为物质运动的极限速度。毫无疑义，引力能本身也是一种物质，所以，它的传播速度也决不可能是个例外。实际上，最近已经有报道证实：引力的传播速度的确等于真空中的光速。考虑到引力作用传播速度的有限性，那么，引力传播速度有限性所带来的滞后效应肯定存在！诚如所知，在物理学中，转动的角位移、角速度和角加速度通称角量。平动的位移、速度和加速度通称线量。各种转动方程与平动方程基本相似，例如，在刚体匀速转动时，在时间内

8、的角位移为。假设，不考虑引力滞后效应（类似于刚性的转盘情况下）的初角速度为，考虑到引力作用的滞后效应，则角加速度的方向应与的方向刚好相反。那么，在引力传播所经历的时间过程所对应的空间位置上，其角位移可写成（4）上式代表沿着银河系径向分布星云的角位移，随引力传播时间过程（或距离）而改变的变化规律。如图1所示。图1.表示引力滞后效应的示意图换言之，