Hoàng Nam
Writer
Theo ước tính của các nhà khoa học, thiên hà của chúng ta có 2000 đến 400 tỷ ngôi sao. Mặt trời chỉ là một trong số đó, và nó đã xoay quanh trung tâm của thiên hà cùng với nhiều ngôi sao.
Vì vậy, chính xác thì trung tâm của Dải Ngân hà là gì? Tại sao hàng trăm tỷ ngôi sao quay xung quanh nó? Một quan điểm phổ biến trả lời câu hỏi này là có một lỗ đen khổng lồ ở trung tâm của Dải Ngân hà, và lực hấp dẫn mạnh của nó giới hạn nhiều ngôi sao trong thiên hà, khiến chúng xoay quanh nó. Tuy nhiên, một phân tích ngắn gọn sẽ cho thấy quan điểm này thực sự không hợp lý. Trên thực tế, thực sự có một lỗ đen siêu lớn ở trung tâm Dải Ngân hà, còn được gọi là Sagittarius A*, có khối lượng gấp khoảng 4,3 triệu lần Mặt trời và theo ước tính của các nhà thiên văn học, toàn bộ Dải Ngân hà có khối lượng ít nhất gấp 1 nghìn tỷ lần Mặt trời, tức là khối lượng của Sagittarius A* chỉ bằng khoảng 0,00043% Dải Ngân hà. Có thể thấy, so với toàn bộ dải Ngân hà, khối lượng của Sagittarius A* thực sự rất nhỏ, mặc dù khối lượng của Dải Ngân hà bao gồm các chất khác, chẳng hạn như khí, bụi, vật chất tối và các loại thiên thể khác, ngoài hàng trăm tỷ ngôi sao, chúng ta cũng có thể thấy rõ rằng với khối lượng của Sagittarius A*, lực hấp dẫn mà nó tạo ra đơn giản là không đủ để liên kết nhiều ngôi sao trong Dải Ngân hà.
Vậy, chính xác thì điều gì đang thúc đẩy hàng trăm tỷ ngôi sao xung quanh trung tâm Dải Ngân hà? Để trả lời câu hỏi này, chúng ta có thể bắt đầu với Trái đất và Mặt trăng. Nói chung, chúng ta nghĩ về chuyển động của Trái đất và Mặt trăng như thể Trái đất vững chắc ở trung tâm của hệ thống Trái đất-Mặt trăng và Mặt trăng liên tục xoay quanh Trái đất. Nhưng đây không phải là trường hợp, bởi vì lực hấp dẫn là tác dụng lẫn nhau, khi trái đất tác dụng trọng lực lên mặt trăng, mặt trăng cũng sẽ tác dụng trọng lực lên trái đất, trong trường hợp này, trái đất và mặt trăng thực sự xoay quanh tâm khối lượng chung của chúng, và lực hấp dẫn giữa chúng hoạt động như một "lực hướng tâm", và chính vì điều này mà trái đất và mặt trăng sẽ không va chạm với nhau dưới tác động của trọng lực của nhau.
Thiên hà Galaxy Điều đáng nói là vì khối lượng của Trái đất lớn hơn nhiều so với Mặt trăng, nên trung tâm khối lượng chung của hệ thống Trái đất-Mặt trăng nằm trong bán kính Trái đất, do đó sự chuyển động của Trái đất không rõ ràng, nhưng nếu chênh lệch khối lượng giữa các thiên thể không đặc biệt lớn, thì trọng tâm khối lượng chung của chúng sẽ nằm ngoài bán kính của thiên thể, vì vậy chúng sẽ xoay quanh một "điểm" vô hình, chẳng hạn như Sao Diêm Vương và mặt trăng Charon lớn nhất của nó. Theo cùng một nguyên tắc, tất cả các thiên thể trong hệ mặt trời thực sự xoay quanh trung tâm khối lượng chung của hệ mặt trời, và mặt trời tất nhiên được bao gồm, nhưng vì mặt trời chiếm khoảng 99,86% khối lượng của hệ mặt trời, trung tâm khối lượng chung của hệ mặt trời luôn nằm gần vị trí của mặt trời, vì vậy trong trường hợp bình thường, chúng ta đã đơn giản hóa vị trí tương đối của mặt trời trong hệ mặt trời là không thay đổi.
Trên thực tế, tất cả các hệ thiên thể trong vũ trụ thực sự tuân theo một định luật như vậy, và Dải Ngân hà cũng không ngoại lệ, chúng ta có thể hiểu đơn giản nó là trung tâm của Dải Ngân hà, trên thực tế, là trung tâm khối lượng chung của Dải Ngân hà, và điều thúc đẩy hàng trăm tỷ ngôi sao xoay quanh nó thực sự là tác động chung của lực hấp dẫn được tạo ra bởi tất cả các thiên thể và vật chất trong Dải Ngân hà. Nhìn thấy điều này, một số người có thể hỏi: Trong trường hợp này, tại sao lại có một lỗ đen siêu lớn ở trung tâm Dải Ngân hà, liệu nó có quá trùng hợp? Trên thực tế, đây không phải là một sự trùng hợp ngẫu nhiên, bởi vì trong các thiên hà đã biết, tình huống như vậy rất phổ biến và các nhà khoa học đã đưa ra một lời giải thích hợp lý cho nó. Các nhà khoa học suy đoán rằng các lỗ đen siêu lớn được cho là phát triển từ các lỗ đen nhỏ hơn, mà chúng ta cũng có thể gọi là "lỗ đen hạt giống" để mô tả. Về mặt lý thuyết, "lỗ đen hạt giống" có thể là sản phẩm của sự sụp đổ của thế hệ sao khổng lồ đầu tiên trong vũ trụ, hoặc nó có thể được hình thành do sự sụp đổ trực tiếp của một đám mây khí dày đặc và lớn, sau khi hình thành "lỗ đen hạt giống", chúng có cơ hội bắt đầu phát triển, và có hai cách chính, một là tiếp tục bồi tụ các vật liệu xung quanh, và hai là sự hợp nhất của nhiều "lỗ đen hạt giống" thành một "lỗ đen hạt giống" lớn hơn. Trong quá trình này, do hiệu ứng động học lâu dài, những "lỗ đen hạt giống" đủ lớn để phát triển thành khối lượng siêu lớn sẽ dần dần di chuyển đến trung tâm tiềm năng hấp dẫn của thiên hà, thực sự là trung tâm của thiên hà.
