大家對月球圍繞地球轉動、地球圍繞太陽公轉早已經(jīng)習以為常，而太陽系作為一個整體，在銀河系中也是時刻處在高速運動過程中的，地球自轉產(chǎn)生晝夜的變化、地球圍繞太陽公轉產(chǎn)生了四季的變化，那么，太陽系圍繞銀河系中心公轉怎么什么樣的變化呢？其公轉的周期又是多長呢？下面就簡要地介紹一下這個問題。

太陽系為何圍繞銀河系中心公轉？

要解釋這個問題，首先還得介紹一下太陽系中的各個星體，為何都圍繞著太陽公轉。太陽系的誕生，起源于上一任大質量恒星在生命末期，在發(fā)生超新星爆發(fā)之后，將眾多原本恒星的組成物質，以星際物質（氣體和塵埃物質等）的方式拋灑到星際空間中。而超新星爆發(fā)后所釋放的巨大能量，一部分就轉化為這些星際物質所具有的動能。在漫長的歷史進程中，這些星際物質依靠著彼此之間的引力作用，慢慢聚合在一起，形成物質濃度相對較高的星云團。

星云團中的物質，隨后在引力擾動的作用下，繼續(xù)發(fā)生著持續(xù)的靠近、碰撞和聚合現(xiàn)象，從而形成一個或者多個星際物質集聚中心，中心周圍的星際物質在中心萬有引力以及自身動能的影響下，會圍繞這些集聚中心進行旋轉。

當星際物質集聚中心所吸聚的物質越來越多，質量越來越大，核心溫度越來越高，形成了新恒星的“胚胎”，當中心質量達到一定程度、內核溫度突破一定極限時，就會激發(fā)所聚集氫元素的核聚變反應，從而開啟恒星向外釋放光和熱的序幕。

恒星周圍不同距離處所殘留的星際物質，由于本身具有相應的動能，依然會以一定的相對速度進行運動，在運動的過程中也在不斷地發(fā)生著物質的聚集現(xiàn)象，從而使得殘留物質具有的角動量，最終傳遞給形成的行星、衛(wèi)星等天體，形成行星和衛(wèi)星整體上都圍繞恒星公轉的局面。

其實，包括銀河系在內的眾多星系，我們看到它們都是圍繞著中心進行有規(guī)律地旋轉，其成因和恒星系的上述運動過程是基本一致的。只不過是先有的恒星系，后有的銀河系中心。拿銀河系來說，在其形成的過程中，域內宇宙空間中存在著數(shù)千億個星系團，后來也形成了3000多億顆恒星，而由于原來星云團的物質分布密度不同，也造成了恒星系之間的距離也差異巨大。而星際物質密度非常大的區(qū)域，所形成的恒星數(shù)量較多、質量也較大，這些恒星內部發(fā)生核聚變反應的程度也越劇烈，因此恒星的壽命也較短。

最終，在銀河系恒星分布非常密集的區(qū)域，成為了整個星系的質量中心，在萬有引力和外圍星系本身擁有不同動能的共同影響之下，約束著整個星系的所有物質，處于距離銀心不同區(qū)域的恒星系，則以不同的速度圍繞著銀心公轉，越靠近銀心，公轉速度越快。與此同時，那些靠近銀心區(qū)域的恒星，由于本身質量較大、壽命較短，有很多都在生命末期經(jīng)歷了超新星爆發(fā)，坍縮成黑洞，許許多多黑洞又進行合并，并且吞噬著附近的眾多天體，最終形成了銀心處的一個巨大的黑洞體－人馬座a*，其質量達到了太陽質量的430萬倍。

太陽系繞銀河系一周需要多長時間？

對于太陽系來說，如果要估算一個行星圍繞太陽的公轉周期非常簡單，既可以用天文觀測的方法直接來估算行星的公轉速度，也能應用開普勒定律和萬有引力定律等公式進行計算。但是，對于銀河系來說，情況就比較復雜了，因為銀河系的中心不像太陽系的太陽那樣，占據(jù)整個系統(tǒng)質量的絕大部分，銀心黑洞的質量僅為太陽質量的430萬倍，其占據(jù)整個銀河系的質量比距離1%都相差甚多，所以銀河系的中心并不能簡單視為一個單純的天體來對待，因此通過公式的方法來計算太陽系的公轉速度不能實現(xiàn)。

為了解決太陽公轉速度測量的問題，科學家們換了一種思路，那就是通過人造衛(wèi)星對天體中的恒星距離進行測量，通過恒星之間距離的微弱變化情況以及變化周期。2013年，人造衛(wèi)星蓋亞發(fā)射升空，通過視差法來估算不同恒星之間的距離，通過長期的監(jiān)測，于2018年發(fā)布了最新的恒星圖，包括了近20億顆恒星，同時連續(xù)跟蹤了許多恒星在觀測范圍內隨著時間變化而發(fā)生的亮度、位置變化，結果顯示，太陽正以每年7毫米的速度接近銀河系的中心，其圍繞銀心的公轉速度為230公里每秒。

與此同時，科學家們還監(jiān)測到，太陽系處于銀河系的一條旋臂－獵戶臂上，與銀心的平均距離約為2.6萬光年，基本上位于銀河系恒星密度較大的“繁華區(qū)”邊緣。那么，我們根據(jù)太陽系與銀心的距離、太陽的平均公轉速度這兩個數(shù)值，就可以比較容易地計算出太陽系圍繞銀心公轉一周所需的時間為：

2π*r/v=2*3.1416*(26000* 9460730472580)/(230*3600*24*365)=2.13億年。

太陽公轉過程中對地球的影響

太陽系2億多年就會圍繞銀心公轉一周，在此過程中，雖然太陽系與周圍其它恒星系整體都是“同頻共振”的，但是太陽系在銀河系中所處的位置不可能一成不變，也會發(fā)生著微弱的變化，這種變化所帶來的結果就是太陽系周圍星際物質的密度、其它星體對太陽系整體的引力環(huán)境等等，都會隨之發(fā)生著相應變化，那么，就會造成系內系外的行星與太陽之間的距離也發(fā)生著較小幅度的變化，從而一方面微弱影響著太陽內部核聚變的程度，另一方面也影響著行星表面接收太陽輻射的強度大小。

舉具體的例子來分析一下，如果太陽系運行到星際物質密度較高的星際空間，那么其它星體對太陽系整體的引力效果就會產(chǎn)生影響，那么太陽系的行星圍繞太陽的向心力有可能發(fā)生減弱，行星與太陽之間的距離會被拉大，同時較高的星際物質密度也會阻擋和吸收一部分太陽輻射，從而行星表面獲取太陽輻射的總量就會降低，溫度就會下降。反之，如果太陽系運行到星際物質密度比較小的宇宙空間內，那么最終的結果就會造成行星表面的溫度升高一些。當然，太陽系的公轉過程異常漫長 ，公轉過程中對一個恒星及其行星狀態(tài)的影響，需要至少上千萬年才能體現(xiàn)出來。

科學家通過大量的地質勘探研究，發(fā)現(xiàn)了地球歷史上存在若干次大冰期的證據(jù)，而這些大冰期之間的間隔，基本上保持在2-3億年之間，這與太陽系圍繞銀心公轉的周期相吻合。在每次大冰期的間隔期內，地球表面的溫度，會呈現(xiàn)非常緩慢的上升然后又再次下降的波動狀態(tài)。當然，地球上出現(xiàn)的大冰期，是否與太陽系圍繞銀心公轉有必然的聯(lián)系，目前在科學界還沒有統(tǒng)一明確的結論，需要繼續(xù)加以深入地研究。

總結一下

在宇宙空間中，無論是單個的星體，還是一個恒星系，以至于整個星系，都無時無刻不在處于運動之中。太陽系中的眾多天體，在太陽的帶領下，也在“高速”地圍繞銀河系中心進行公轉，公轉周期大約在2.1億年左右。由于公轉過程中太陽系所處的宇宙空間狀態(tài)并不完全一致，對于地球等行星來說，不可避免地會因這種位置以及星際物質密度的變化，產(chǎn)生一系列的連鎖反應，但是，這種反應到底聚焦在哪些方面、反應程度如何，以現(xiàn)有的科學技術還不能準確地加以破解。對于宇宙來說，我們的認知還非常非常有限，而恰恰這些未解之謎，正是推動科學技術進步和人類社會發(fā)展的蓬勃動力。