بیگ بنگ: در مرکز کهکشان راه شیری یک سیاهچاله کلان جرم وجود دارد، اما آیا همۀ اجرام به دلیل وجود آن به دور مرکز کهکشان می‌چرخند؟ خیر. بطور دقیق همه چیز در کهکشان به دور مرکز جرم کهکشان می‌چرخد.

به گزارش بیگ بنگ، سیاهچاله کلان جرم فقط به طور اتفاقی در مرکز قرار دارد. اگر سیاهچاله در مرکز حذف می‌شد، مدار تمام اجرام در کهکشان تغییری پیدا نمی‌کرد (بجز ستارگان جدیدی که بسیار به سیاهچاله نزدیک هستند). کهکشان ما حاوی مقدار زیادی جرم مثل ستاره‌ها، گاز، سیارات و ماده تاریک است. سیاهچاله در مرکز فقط حدود یک میلیونم جرم کل کهکشان ما است. از آنجایی که جرم منجر به ایجاد گرانش و گرانش نیز منجر به ایجاد مدار (چرخش) می‌شود، مسیر مداری تمام اجرام در کهکشان بر اثر جرم کل کهکشان ایجاد شده‌اند، نه جرم سیاهچاله مرکزی.

به این مقایسه توجه کنید. سه دختر یک دایره می‌کشند و همگی دست‌های خود را در مرکز دایره بهم قفل می‌کنند. این دختران اکنون با سرعت و به طور ثابت به دور دایره می‌دوند، به حدی که می‌توانند کشش را در بازوهایشان احساس کنند. اگرچه آنها می‌توانند نیروی گریز از مرکز را حس کنند که آنها را به سمت بیرون هل می‌دهد، اما به بیرون از دایره پرتاب نمی‌شوند زیرا بازوهایشان به هم وصل شده و آنها را به سمت داخل می‌کشد.

در واقع هر سه دختر در مداری به دور مرکز جرم مشترک خود می‌چرخند. آنها به دور انگشتر طلا بر روی انگشت یکی از دختران که به طور اتفاقی در مرکز دایره‌ قرار دارد نمی‌چرخند. اگر او انگشتر خود را دربیاورد، باز هم حرکت آنها تغییری نمی‌یابد. این دخترها شبیه اجرام در کهکشان ما هستند، بازوهای متصل آنها شبیه نیروی گرانش است که همه چیز را به هم وصل می‌کند و انگشتر طلا شبیه سیاهچاله است. هر شی در کهکشان در مدار به دور مرکز جرم مشترک کهکشان قرار دارد. این مرکز جرم اغلب به “مرکز سنگینی سراسری”(barycenter) معروف است.

به طور کلی، اجسام کوچک به دور اجسام بزرگ نمی‌چرخند. در عوض، اجسام بزرگ و کوچک با همدیگر به دور مرکز جرم مشترک خود گردش می‌کنند. کتاب درسی «مکانیک اوربیتال» نوشته‌ی “تام لاگسدون” بیان می‌کند که «نیوتن قانون اول کپلر را اصلاح کرده و اشاره کرد که اگر هر دو جسم مورد نظر جرم محسوسی داشته باشند، جسم کوچک‌تر به دور مرکز جسم بزرگتر نمی‌چرخد. در عوض، هر دوی آنها به دور مرکز سنگینی سراسری مشترک خود می‌چرخند.»

ترجمه: سحر الله‌وردی/ سایت علمی بیگ بنگ

منبع: wtamu.edu