題主的問題讓我回想起了初學量子力學時候的一個問題,有異曲同工之妙。

量子力學中的電子繞固定正電荷的模型是一個非常典型的量子力學問題(氫原子),正電荷提供的勢能形式為:

[公式] ,

這個勢能顯然是與角度無關的,當時我自然的會認為薛定諤方程的解也會是與角度無關的,或者說解應該是個「球形」的,但是真實的解如下圖所示:

氫原子的幾個解。圖來自量子力學(曾謹言,卷1)

對於這個結果做個簡要說明。氫原子模型中的解有很多個,這些解可以用能量、角動量以及角動量在 [公式] 軸的分量進行分類。上圖中,同一行的圖代表能量相同(對於氫原子,同樣也是角動量相同)但角動量在 [公式] 軸分量不同的解。

可以看到,除了第一行中的解是球形的,後面其它的解均不是球形的。但同時,這些解又都是繞 [公式] 軸是旋轉對稱的。這是什麼原因呢?這讓初學量子力學的我百思不得其解。

後來經過一段時間的思考以及與老師的討論,才發現這個問題其實並不難。第一個圖是球形的,原因在於這個解是0角動量,也就是說不是旋轉的,那自然是球形的解。然後再看第二行,第二行的對應的解角動量不為零,然後這個解又可以用角動量在 [公式] 軸的分量可以分成兩個,或者說,對於這兩個的任何一個都是這個整體解的一部分,所以只要把這兩個解加起來(當然不是直接相加,而是按照量子力學裡的方式)就可以發現其和是球形的!同樣的後面的每一行把所有的分量解加起來後也都能得到球形解。一切都很完美了。

現在回過頭來看看題主的問題。在牛頓引力中,中心天體提供的引力勢為:

[公式] ,

和氫原子模型中的一毛一樣,所以此時題主問題的答案也就顯而易見了:

當只考慮一個天體系統的時候(相當於按照角動量方向進行分類),只是自轉軸對稱的,但是宇宙中天體系統的轉動方向是隨機的,把各種可能的天體系統相加,最終得到的結果就會是一個「球形」的解,或者說,在大尺度上,宇宙是各向同性的。

其實通過天體運動的方程也可以看出這一點。比如地球繞太陽運行是一個橢圓方程,

[公式]

其中 [公式] 是這個橢圓的長軸和短軸,或者說就只是長度,這個解中並不包含角度,換句話說,地球的運動時方向無關的,這本身就已經包含了各向同性的含義。在廣義相對論中,也有類似的結論,比如說史瓦西度規:

[公式]

這個是球形引力場下的度規,實際上已經是假設了旋轉不變才得出的。當然,得到這個結果後再驗證一下的話確實是旋轉不變,所以在後續的行星軌道計算時可以根據方便給定一個自轉軸,比如說常用的:

[公式]


我的上一個回答ヾ(?°?°?)?? 我的下一個回答


  • 一方面,宇宙是各向同性的說明宇宙的總角動量為0,不然總角動量的方向就是宇宙中的一個特殊方向,這樣就不是各向同性了。
  • 另外一方面,很多天體系統是扁平的,是因為這些天體系統存在較大的角動量。宇宙中的原初漲落會因為引力而增長,在增長到達非線性階段後,複雜的相互作用就會產生力矩,從而就會使得小區域產生不為0的角動量。小的區域可能會發生更為複雜的物理過程,這些過程中進一步發生角動量傳遞和轉移過程,從而生成扁平的天體系統。


尺度太小,重子物質而言,星系團尺度的時候,一半以上的質量都是氣體。


因為我們看到的是穩定下來的太陽系啊!

不僅是扁平狀態,而且八大行星軌道方向都是一樣的!

太陽系剛形成的時候,各個方向都有行星圍繞旋轉。隨著時間推移,各個方向的行星互相吸引碰撞,或跌落太陽,或飛離太陽系,或相互融合。經過幾十億年,最後剩下的就只有同一扁平軌道上的同方向行星了。

穩定星系也是同樣的道理。


怎麼連人類不瞭解宇宙 負能量這種民科理論都出來答題了…還不如我隨手百度一篇

銀河係為什麼是扁平的


因為人類水平達不到理解宇宙的水平。。幾百年前地球人不還都認為天圓地方。


我理解的是這樣,純屬兒童思維:

星系開始形成的時候我想應該是無序雜亂地運動,漸漸地正向和逆向的聚集的時候就形成了行星自傳,正向是因為星系中心聚集的速度快而旋轉,漸漸變大也就有了引力,行星也按照這個方向公轉了


外行猜測,中心天體在高速自轉,中心天體赤道外側的各類天體有著更大的動能,中心天體兩極外側的各類天體缺失這種動能,陷落或者飛走了吧。

十分抱歉缺乏相關的知識造成不知如何用專業語言來描述...


宇宙事物是由對分式內部分裂產生的,世界是由雙重構成,所以事物分裂同樣是雙重分裂,即橫向分裂和縱向分裂。橫向分裂是質別分裂,縱向分裂是程度分裂,橫向分裂相對為矛盾關係,縱向分裂相對為矛盾地位。事物宇宙是綜合依據事物的矛盾地位和矛盾關係分類打包,集團運行的。因左半集團天體不斷向外運動,運動效應不斷一分為二。右半集團天體不斷向內運動,運動效應不斷向內合二為一。從而完成了天體的循環運動。由於天體運動一半是向外擴張,一半是向內收縮,天體運動的軌跡就形成了橢圓偏平天象,而囊括天體的宇宙整體卻是一個半經等長的球形,因為一部分沒有客觀天體的襯託,所以我們無法看到。

別說了,說多了全是淚,因為科學家怎麼說纔是最權威的解釋。


就太陽系而言,太陽及行星的南北緯30°內部各有一個轉動方向相反的負能量核,引力的本質即負能量!太陽系之所以是扁平狀的,是因為受到太陽內部兩個負能量核的引力,只能在黃道面附近繞太陽轉動。行星受到太陽內部兩個負能量核的引力,同時還受到來自外太空的拉力……你可以反過來推論,星系是扁平狀的,引力源的內部則有兩個引力源


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