宇宙的旋舞

趙征

朋友，當你在似乎靜止的地面上起居行走時，是否想到你正處在一個旋舞的宇宙之中？你是否知道這個旋舞是何等的美妙而複雜？你是否瞭解這個旋舞背後的「舞美設計師」是誰？

從古至今，人類不懈地以好奇之心探索宇宙，發現了無數神奇的現象。當我們仰望星空，可以憑藉肉眼看到太陽系的行星和銀河系之內的三千顆恆星。1990年哈勃望遠鏡讓人的視野擺脫了大氣層的干擾，對深太空有了重大的發現：原來銀河系外還有大約二千億個星系。神奇的是，宇宙裡的所有星體和星系都不是各在其位靜態存在，而是動態的、旋轉的存在！

星系的旋舞

宇宙就像一個巨大的舞廳，每個衛星、行星、恆星、以及星系都在以複雜而有序的軌道旋舞，每個星系都有自轉，而且各個星系的旋轉方向也不統一，有的星系向內旋，有的星系向外旋。更加奇妙的是：向內旋轉的星系不自閉，向外旋轉的星系不發散。

單是我們所在的銀河系就足夠讓我們驚歎了。銀河系好像一個巨大的扁平飛盤，盤子的直徑是十萬光年。銀河系裡有一千億個像太陽系這樣的恆星系，每個恆星系又都在圍繞著銀河系的中心旋轉。銀河系是一個向內旋轉的星系，不同環帶裡面的恆星系的旋轉速度各不相同。為甚麼高速旋轉的星系能夠長久保持一個穩定的形狀？為甚麼很多星系會「抱團」移動？是甚麼力量使星系旋轉，抱團？這些都是科學家至今未能解開的謎，促使他們提出「暗物質」的假設，把人類的視野帶到一個更加廣闊、未知的領域。

太陽系在銀河系裡的公轉

我們都知道太陽系裡面的行星圍著太陽轉，卻很少去想太陽系作為一個整體，是如何圍繞銀河系的中心旋轉。太陽系像一個盤子，盤子的平面稱為「黃道」，太陽系的黃道平面和銀河系的大平面有一個60度的夾角。太陽系就是在不斷自轉的同時，又以這個60度的夾角繞著銀河系的中心向內公轉。太陽系繞銀河系的公轉一圈需要2.25億年，按著太陽系已有4.6億年的壽命推算，太陽系應該已在銀河系裡轉了兩圈了。

太陽系行星的公轉

我們的太陽系有八大行星，其中水星、金星、地球、火星是固體行星。在這四個固體行星之外有一圈隕石帶（Asteroid belt），隕石帶以外是兩個氣體巨星：木星和土星。再往外是兩個冰體行星：天王星和海王星。太陽系的最外圍是Kuiper隕石帶。

太陽系的所有行星都在黃道平面上旋轉，它們的旋轉方向與太陽自身的轉動方向一致——都是逆時針方向，越靠近太陽的行星轉動得越快。太陽自身的旋轉需要24.5天，水星公轉一周需要88天，而海王星公轉一周需要164.8年。靠近太陽的固體行星公轉與遠離太陽的氣體和冰體巨星相比轉動異常地快。

太陽系裡行星的公轉週期非常穩定，但是太陽系內許多小天體，比如彗星就常因受到行星引力場的影響而改變運行週期。例如在1996年4月，木星的引力場影響到海爾－博普彗星軌道，從而把這顆彗星的週期從4,206年縮減為2,380年。

太陽系內部行星的自轉

我們都知道太陽系的行星除了繞太陽的公轉外還有自轉，但是你知道它們自轉的方向是否和公轉的方向一致？答案非常神奇：八個行星裡面有七個行星的自轉方向與公轉方向（即黃道平面整體的旋轉方向）一致，是逆時針的；但是有一個例外——金星，它的自轉方向和其他行星相反，是順時針的！這個現象也使天文學家深感困惑。

每個行星的自轉軸相對黃道的傾角也各不相同。水星和木星的自轉軸與黃道的中軸最一致，地球、火星、土星、海王星都有20多度傾角，而天王星更是幾乎「躺著」自轉。

另外，每個行星的自轉週期也大相徑庭。最慢的是離太陽較近、個頭較小的金星（242天），最快的反倒是離太陽較遠、個頭最大的木星（0.41天）。從自轉的方向、傾角和週期看，各個行星都各有特點，既有規律又有例外。

地球和月球的雙舞

夜空中，我們最熟悉的星體就是離我們最近的美麗月球，但是你知道月球自轉和公轉的神奇之處嗎？

月球的自轉、公轉方向與地球一致，都是逆時針的，但非常奇特的是，月球的自轉與公轉的速度加在一起，正好使月球的一面永遠對著地球，好像和地球鎖定了一樣；而且月球繞地球的公轉平面非常接近黃道，而不像其他行星（如土星和火星）的衛星那樣與行星在一個旋轉平面上。換句話說，月球的公轉好像受太陽的影響多於受地球的影響。

月球和地球之間還有一個非常神奇的「巧合」：月球與太陽的直徑之比為1:400，而月球地球之間的距離和月球太陽之間的距離之比也恰好為1:400。這樣，當三個星體進入一個直線時，月球剛好完全覆蓋太陽，在地球上就正好可以看到日全食。

木星和它的旋轉「紅斑」

木星是太陽系裡最大的行星，是個氣體巨星。目前已經發現木星的衛星竟有69個之多！木星具有極強的磁場，強度達兩千萬高斯（Gauss），地球上的磁場只有0.3高斯（Gauss）。木星因其巨大的質量，吸引很多太陽系裡的彗星和隕石，平均每年吞掉20多顆彗星，被稱為「太陽系裡的吸塵器」。我們這些地球上的生命要感謝這個遙遠而巨大的行星，因為如果沒有木星，很多大型的隕石和彗星就會撞上地球。

木星雖然是一個氣體行星，它上面卻有一個巨大的「紅斑」。這個紅斑不是一個固體的構造，而是一個巨大的氣體旋風，其面積大於三個地球。從伽利略觀測到它至今，這個旋風已經持續颳了至少四百年。紅斑的旋轉方向和地球上的旋風不同。地球上南半球的旋風順時針轉，北半球的旋風逆時針轉，因為屬於低壓旋風；而木星的紅斑屬於高壓旋風，所以雖然在木星的南半球，卻逆時針轉。為甚麼這個紅斑在木星極其惡劣的氣體環境中一直未被消除，這也是一個謎。

土星與其眾衛星的群舞

土星是太陽系裡唯一帶「草帽」的行星，它的草帽圈是由無數不規則的小岩石構成。土星和木星一樣也是一個氣體巨星，而且也有很多衛星——至今已經發現了62個。大多數土星衛星的公轉方向和土星的自轉方向一致，但也有少數衛星卻與眾不同，「反其道而行之」！土星衛星的旋轉軌道多樣化，使人很難相信星體是通過自然演化而形成並進入各自的軌道。

結語

從這個簡單的介紹裡，你是否已經被宇宙的精妙秩序和奇特的例外所震撼？你是否感到自己活在這個奇妙的宇宙中，與地球、太陽系，甚至銀河系一同旋轉是何等的奇妙？你是否感到這個奇妙旋舞的宇宙背後有一位創造和設計者？如果星系和星體是通過沒有智慧介入的自然演化而形成，它們怎麼可能進入各自精準而奇特的軌道呢？難怪詩人會感歎：「諸天述說上帝的榮耀；穹蒼傳揚祂的手段。」（詩篇19:1）「耶和華啊，祢所造的何其多！都是祢用智慧造成的；遍地滿了祢的豐富。」（詩篇104:24）當你以自己的好奇面對宇宙的神奇時，是否激發出對人生的不同看法？「自從造天地以來，上帝的永能和神性是明明可知的，雖是眼不能見，但藉著所造之物就可以曉得，叫人無可推諉。」（羅馬書1:20）