星系旋臂的存在证明星球之间只有旋涡力？

文/袁玉刚 图/来自互联网

宇宙中80%以上的星系属于旋涡星系。旋涡星系优雅的旋臂令人心旷神怡。有的星系有一个旋臂，更多的星系有两个旋臂，银河系有四个旋臂。

图1 一个旋臂的星系

图2 两个旋臂的星系

图3 四个旋臂的星系

我们的银河系具有四条旋臂：英仙臂、盾牌—半人马臂、人马—船底臂、矩尺臂。前两个是大旋臂。太阳系位于人马—船底臂的猎户支臂上。

这四条旋臂为什么没有收缩到银河系中心去呢？按照“万有”引力思想，银河系中心黑洞“万有”引力非常巨大，如此多的星球又互相吸引，根本形成不了旋臂。即使形成了旋臂，也会很快旋紧。旋臂是无法存在的。但事实胜过雄辩。银河系四条旋臂在太空优雅地舒展了几十亿年。“万有”引力也无可奈何。

银河系为什么会存在四条旋臂呢？

天文学家们用林家翘的密度波理论勉强解释：恒星绕星系中心旋转，运动慢则恒星密集，反之则稀疏，因而空间密度也呈现波动变化。另外的恒星进入旋臂后因为恒星密集和引力场加强而减慢速度；反过来，速度减慢使恒星“拥挤”在一起，密度增大，引力场加强，因而使这种状况得以自行维持。旋臂好像翻修的路段,恒星多,引力强,不仅吸引了大量的气体尘埃,而且迫使恒星通过时减慢速度,显得拥挤,呈现出旋涡状的结构。或者超新星爆发扰动星系自转盘面的秩序，使得盘面内恒星的密度局部升高，另外的恒星一旦进入这些密度较高的区域，速度就会变慢。更有人解释说星系核的磁轴绕着自转轴旋转，中心喷流带的轨迹会弯曲，演变成旋涡星系的两条旋臂。

图4 密度波

林家翘的密度波理论存在一个问题：根据万有引力定律，越向外恒星公转速度越慢，形成旋臂是可能的。但在万有引力作用下，这些恒星会向中心聚集的，也就是说，旋臂会缠紧。可事实上，旋臂依然优雅的舒展着。

超新星爆发扰动说不值一驳。因为超新星没有星系那么大的能量。

至于中心喷流带的轨迹弯曲演变成旋涡星系的两条旋臂就更加离谱了。因为具有旋臂的星系可能没有中心喷流。即使出现两极喷流也既短暂又细小，根本无法与旋臂相比。

既然万有引力解释不了旋臂的存在，那么脱离万有引力的窠臼会怎么样？

我把星系看成一个旋涡，分成星系旋涡力场和星系物质两部分。星系旋涡力场类似于林家翘的QSSS中“看不见的背景引力场”，呈透镜状，有中心，有边界，有两极。由于引力旋聚，中心附近物质密度最大，越向外物质密度越低，边界处物质密度近似为〇。由于斥力即暗能量，平面上物质的密度里大外小，按“提丢斯-波德法则”分层。旋涡力场推动旋涡里的物质运动，形成次级旋涡，旋聚出恒星系。从理论上讲，恒星系应该和电子一样排布，也会有增减。

因为星系物质不是刚体，递次滞后效应导致大多数星系中心形成两条对称的旋臂。各层内物质包括旋臂物质被限制在自己的壳层内，无法窜位，旋臂没有缠绕的可能性。就像田径短跑运动员各自在自己的跑道内以同样的速度跑进弯道，外侧的必然滞后。不需要“翻修的路段”、“恒星”、“引力强”、“减慢速度”、“拥挤”这些画蛇添足的解释。

需要说明的是，旋臂上的大多数恒星系并未离开旋臂，而是跟着旋臂一起运动。银河系的全部恒星几乎都以相同的线速度公转。这就是旋涡星系“像刚体那样以常角速度旋转”的原因。至于个别可以进出旋臂的恒星系可能就不是在旋臂上形成的。

旋臂是物质在旋涡里旋聚时递次滞后的反映，不是这些物质的万有引力作用的结果。旋臂的存在支持了星系的旋涡形成理论。

我们的银河系是直径8亿光年的棒旋星系，中心凸起的银核半径有1万光年，内部呈棒形，像刚体一样整体自转，其中的恒星角速度相同。这是因为银河系中心吞并了第〇层，显示出第一层，即两组恒星几乎合并在一起。银核之外，恒星公转速度随着半径的增加而降低。但到3万光年外，恒星公转速度随着半径的增加而缓慢的增加，直至边缘。这与根据万有引力计算的结果相悖。距离反比律失效。

图5 银河系旋涡

既然“万有”不再适用，为何不试试旋涡理论？