银河系旋转的速度越来越慢，到底是什么原因？旋转可以说是宇宙中天体运行

旋转可以说是宇宙中天体运行的基本特征之一，比如月球围绕着地球旋转，地球围绕着太阳公转，太阳围绕着银河系中心运转，而银河系则围绕着更大的天体结构－本超星系团的核心旋转。拿银河系来说，我们太阳系处于距离银心2.5万光的猎户臂上，围绕着银心旋转的速度约为217公里/秒，大约2.5亿年绕银河系中心旋转一圈。

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近期，英国多所大学的研究机构，在对银河系运行规律的研究中，发现了一个“奇怪”的现象，那就是银河系旋转的速度，是处于逐渐下降趋势的，从140亿年前形成到现在，旋转速度足足减少了四分之一，这到底是怎么回事呢？
星系为什么会旋转？
在宇宙的空间中，如果在恒星没有形成之前，空间中充斥着是很多稀薄的星际气体和星际尘埃。在引力扰动的影响下，这些物质彼此之间发生了碰撞，并且逐渐聚合，核心区的温度和压力不断提升，最终形成了恒星。
而原来的星际气体分子和星际尘埃，都拥有一定的角动量，按照角动量守恒定律，最后所形成的恒星，以及周围残余物质聚合形成的行星、小行星等，也都拥有角动量，从而形成了围绕恒星旋转的结果。

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对于星系来说，角动量守恒定律同样适用，因此形成了星系周围的恒星系统，在各种轨道上以不同的旋转速度和周期，围绕着星系中心旋转的状态。由于星系中心往往存在着大质量的黑洞，按照广义相对论，黑洞的周围会存在强烈的时空弯曲，这使得角动量守恒定律变得比较复杂。而对于距离黑洞较远的区域，则角动量守恒呈现的规律则是有效且一致的。

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另外，星系旋转也是保证整体结构稳定的重要原因。根据物理学原理，我们知道，在旋转时万有引力会提供圆周运动的向心力，这样可以确保在围绕圆心运动时，物体不向圆心坠落。如果星系不旋转，那么在星系中心巨大黑洞强大引力作用下，外围的星系势必会被黑洞吸引过去最终被吞噬。

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在星系长期的演化过程中，那些在特定轨道上角动量大的星系，往往会被甩出去，而角动量小的星系，则已经被黑洞“吃掉”了，剩下的星系，则会以相应的旋转速度围绕着星系中心旋转，形成稳定的状态。
暗物质概念的提出
很长时间以来，世界上的科学家们对银河系内的恒星进行了持续性的观察，发现银河系是一个拥有涡旋结构的星系。 1887年，俄国天文学家斯特鲁维发现了银河系整体自转的现象。进入到上世纪90年代之后，科学家们应用引力透镜的方法，确定了银河系是一个拥有4条主要旋臂的旋转棒状结构，并将这种结构命名为棒旋星系。

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对于一个旋转的物体，衡量其旋转快慢的指标有两个，一个是线速度，一个是角速度。如果两个围绕着同一圆心旋转的物体来说，如果它们旋转一圈的时间相同，那么它们的角速度是一样的，而对于旋转半径大的物体来说，由于旋转半径大，因此在相同时间内所走过的弧段长度就越长，因此线速度就较大。
随着科学技术特别是天文学的不断发展，科学家们可以通过造父变星、射电等途径，来监测银河系中恒星的旋转运动变化情况。在持续的监测中，科学家们发现，对于距离银心较近的恒星来说，角速度基本相当，线速度与半径成正比，规律性是很强的。但是，对于距离银心较近的恒星来说，情况发生了变化，到距离银心一定距离的轨道时，旋转的线速度则不再发生明显的变化，角速度相应就变得越来越小了。

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在之前的科学理论中，一个天体围绕另一个天体旋转，向心力的产生全部由两者之间的万有引力提供。但是，这一理论在解释星系旋转特别是外围恒星运动规律时，出现了问题，即银河系内部黑洞以及高密度的恒星群，它们的总质量，不足以支撑星系外围恒星现有的旋转速度，如果仅有万有引力来进行束缚，那么星系外围的恒星早就被甩出去了。