银河是“静”是“动”

我们知道，太阳在银河系里有运动。那么银河本身有没有运动呢？我们需要靠观测事实来说话。当我们观测恒星的时候，会有一些新的发现。我们观测了很多星的运动，其中在天空横的方向上的运动叫做自行。还有一种运动，是在我们视线方向上的运动。比如：一辆汽车与观测者的视线方向是一致的，就很难估计它的距离和速度，也就是汽车迎面而来，或者背向而去的时候，看不出它走得多快。但是向着我们视线方向的运行也有办法来观测。什么办法呢？常常在外旅行的人有这样一个经验，坐火车的时候，如果前方有一列火车迎面而来，这列火车的声音就会越来越尖锐。当两列火车互相离开的时候，声音就会越来越钝。也就是说，运动的两列火车发出声音的频率会有变化。

同样的道理，在观测一颗恒星的光的时候，我们把光分解成光谱。在观测光谱的时候我们发现，谱线会有一种运动，谱线的运动就会表示出光的频率的变化。当一颗星接近我们的时候，谱线会发蓝颜色的光，向更蓝方向走一点。当它背向我们去的时候，谱线向红的方向走一点。这种速度我们叫做视向速度。经过了很多年天体运行速度的各种分析以后，我们发现其实银河系是在转动的。在太阳附近，银河系转动的速度达到每秒220千米，这是一个很高的速度。大家想一想，我们发射一个人造卫星，只要每秒8千米的速度它就可以围着地球转了。但是太阳所在银河系这一部分的旋转速度，是每秒220千米。地球围着太阳转，金星、火星、木星、土星都在围着太阳转。在描述行星围绕太阳运动的时候，有一个规律，叫做开普勒定理。符合开普勒定理的一种运行是随着距离的不同速度也不同。但是银河系自身的旋转，既不是一个刚体的运行，铁板一块，又不像太阳系里行星围绕太阳的旋转形式，而是在不同的地方运动的速度不一样，为什么呢？太阳系的天体在运行的时候，围绕的中心是太阳。太阳离银河系的核心还有27000光年，在这27000光年的距离内还有很多的星，这些星的质量都会汇聚到银河系中心来计算。而这些星是不断运动的，所以银河系核心部分的质量在不断地变化。它们之间的速度互相制约，比较复杂。即银河系是由恒星构成的一个庞大的集团，它至少有1000多亿颗星，还在不断地旋转，而这种旋转随着距离银河系核心部分远近的不一样，旋转的速度也不一样。以上证明了银河系在旋转，银河系本身是一个旋涡星系，它有很多旋臂，旋臂非常有意思，是银河系里恒星诞生的场所。