0夢迴大唐0

引力

其實這裡面牽扯的因素還是很多的，但是能確定的一點，是一定不會“立刻”散架。這一點是由廣義相對論決定的。我們在初高中時，學過牛頓的萬有引力。

牛頓認為這是一種超距作用，也就是說，這個“力”的傳遞是瞬間完成的，如果太陽突然消失了，那地球就會立刻沿著軌道的切線方向飛出去。但是牛頓這個解釋一直都讓科學家困擾，因為這個是空說無憑。

目前關於“引力本質”的理論是廣義相對論，愛因斯坦認為，引力的本質是時空的彎曲。如果我們把時空看成是一張床墊，天體看成是鋼柱，那麼太陽就是因為自身的質量，壓彎了時空，地球則是沿著時空的測定線（也就是時空中的“直線”，兩點間的最短距離）在運動。

愛因斯坦的這套理論後來經過大量實驗物理學家的檢驗，已經成為了解釋“引力”的主流理論。按照這個理論，光速是時空的特性，也就是說，時空扭曲傳遞的速度是光速。這個也在引力波觀測實驗中得到驗證。

也就是說，如果太陽突然消失了，地球並不能立刻感受到改變，而是要等到8分20秒，這是信息傳遞到地球的最快速度（也就是光速）決定的。然後地球再沿著軌道的切線方向飛出去。

按照這個理論，如果銀河系的黑洞突然消失了，太陽系並不會立刻感受到引力的變化。

雖然太陽系是繞著銀河系的質心在運動。可是，太陽系距離銀河系的中心非常非常遠，距離達到2.61萬光年。這就意味著，太陽系要再黑洞消失之後2.61萬年後才能感受到黑洞的消失，然後才發生相應的變化。因此，立刻散架不至於，即使要散架，也是從中心開始散架，逐漸擴展到整個銀河系，這當中也要經歷好幾萬年的時間。

真的會散架麼？

那如果銀河系中心的黑洞消失了，銀河系就會散架麼？我認為並不會散架，理由有兩個：

• 銀河系內的恆星是繞著銀河系質心轉
• 暗物質才是引力的主導

首先，在可見物質範圍內，恆星不是繞著中心黑洞轉，並且中心黑洞不足以牽引整個銀河系轉動，整個中心黑洞只有400萬倍的太陽質量，在星系級的黑洞中並不算大，黑洞所提供的引力根本無法保證銀河系不散架。

不過，由於越靠近中心，物質密度越大，所以，恆星是繞著銀河系的質心在轉，是整個銀河中心天體們的質量共同決定了恆星能繞著銀河系的質心轉動，中心黑洞只是起到一部分作用而已。

但其實，銀河系中的可見物質也不是起決定性作用的。

科學家曾經算過，太陽按照理論計算的速度應該是160km/s（相對於銀河系中心），而實際上的速度是240km/s，

後來經過一系列的觀測和研究，我們知道這是暗物質在起作用，而且是至關重要的作用，這是因為暗物質的含量是可見物質的5,6倍。

也就是說，真正保證銀河系不散架的主力，並不是中心黑洞，也不是中心那些高密度的物質，實際上是暗物質，它所提供的引力遠大於可見物質

因此，即使是銀河系中心黑洞突然消失了，也只是喪失了一小部分的引力，而不是完全沒了引力，所以也就不會散架。

所以，應該發生的是，銀河系內的天體，從靠近中心天體的開始，軌道都開始變大，說白了就是都會向外遠離一段距離，但還不至於散架。而太陽會在2.61萬年後開始變更繞行銀河系的軌道，這之後太陽系距離銀河系中心更遠一些。而從整個銀河系的尺度上看，銀河系整體會變大一些，物質密度降低一些，也就是變得稀疏一些。

鍾銘聊科學

即使銀河系中心黑洞消失，銀河系也根本不可能散架！

有人會說，怎麼可能，太陽消失，太陽系都會散架呢。這說得沒錯，問題是太陽的質量佔了整個太陽系的99.86%，其它星球和物質根本就無足輕重，當然太陽一散架，它們就樹倒猢猻散，該幹嘛幹嘛去了。

然而銀河系不一樣，中心的黑洞根據計算只有400萬倍太陽質量，而銀河系有1000億到4000億顆恆星，還有大量星團、星雲、星際氣體和星際塵埃等物質，以及佔比更大的暗物質，總質量達到了2100億倍太陽質量，中心的黑洞僅佔50000分之一。維持銀河系結構的，不光有銀心超大質量黑洞，更主要的是暗物質，以及越到中心越密集的恆星群，還有星雲和塵埃。

所以即使銀心黑洞突然消失，銀河系也根本不可能解體，而是會慢慢達成一種新的平衡，甚至連大的騷動，比如從仙女座看過來能發現的變化可能都不會有，一個50000公斤（50噸）的巨大物體，你從中間取走1公斤東西，會有什麼影響嗎？引力是長程力，但在越短的距離上作用越強，銀心超大質量黑洞影響的是它周圍的天體，並通過這些天體逐漸影響更外圍的天體，距離越遠，它的影響力就越小，即使取走，也不會對整個結構造成大的影響。

這就像一個現代國家的領導人，雖然有很大的影響，但他離職後並不會帶來整個國家的崩潰，而是會形成新的權力中心。只有在一個家庭（太陽系）中，主心骨走了，才會完全散架。

2017年，日本科學家曾在銀心附近發現了另一個密實的物體，懷疑是銀河系第二大的黑洞，質量約10萬倍太陽質量。如果銀心黑洞消失，這個黑洞就有可能取得它的位置，在逐漸吞噬周圍物質的過程中變得越來越大，最後成為銀河系的新中心。

徐德文5分鐘科學頻道

銀河系中心的超大質量黑洞消失，那麼銀河系的結構要想完全消失，至少需要20多萬年的時間！

銀河系結構的完整性，需要銀心的超大質量黑洞維持。正是由於銀心巨大的引力，才會使得周圍密密麻麻大大小小的星系都圍繞著銀心旋轉。說到底，銀河系靠的是引力來保持結構。如果中心的超大質量黑洞消失，那麼銀河系就沒有了足夠的引力來約束周圍的天體，銀河系就會慢慢分崩離析。

為何銀河系是慢慢崩解呢？我們都知道，引力曾經被牛頓認為是一種超距作用力，就是說，引力作用是瞬時不需要時間的。但愛因斯坦卻指出，即便是引力，速度也不能超過光速。引力的傳遞速度也是光速，引力的改變還會產生引力波，其傳遞速度就是光速，這點科學家已經驗證。知道了這些，那麼接下來就很好理解了。

在銀河系超大質量黑洞消失後，引力才會以光速消失。我們都知道，銀河系大小有20多萬光年，所以要想使得銀河系所有天體感受不到銀心的引力，至少需要20萬年的時間！這也是銀河系分奔離析的最少時間。

當然了，科學家只是猜測銀河系維持結構穩定性靠的是中間的大質量黑洞，至於真實情況是不是，我們沒有驗證誰也不知道。還有科學家指出，星系內還存在大量的暗物質，正是這些暗物質，星系的結構才得以維持。那麼如此的話，即便銀河系中心的超大質量黑洞消失，銀河系也可能並不會散架！

科學探秘頻道

銀河系中有數千億顆恆星，太陽只不過是其中一顆不起眼的恆星。銀河系的直徑至少是10萬光年，最大可能能夠延伸到20萬光年，太陽系距離銀河系中心的距離大約是2.6萬光年。

銀河系在繞著中心旋轉，太陽繞銀河系中心轉動需要有萬有引力提供向心力，這萬有引力就是由太陽在銀河系中轉動走過的大圈所圍起的天體提供，這些天體包括恆星、黑洞、暗物質等等。

在銀河系的中心有一個超大質量黑洞，其質量大約是太陽質量的430萬倍。這個數據儘管很恐怖，但較銀河系的質量還差數個數量級。太陽的質量大約是1.99乘以十的30次方千克，銀河系的質量大約是4.18乘以十的41次方千克，銀河系中心直徑5光年區域內的天體質量數量級至少也要是40次方。把銀河系中間的黑洞拿走，並不會對銀河系的質量造成什麼影響，銀河系也不會因此散架。

如果真的突然拿走那顆黑洞，引力不是超距作用，是以光速向外傳播的，銀河系中心對太陽系的引力需要2.6萬年才能到達太陽，地球上的人需要過2.6萬年才能知道那顆黑洞出了問題。

拿走那顆黑洞可能造成的影響是使直接繞黑洞轉動的天體做離心運動從銀河系中心附近甩出去，會使黑洞附近天體做圓周運動的半徑增大，並且越靠近銀河系的中心這個現象就越明顯。到了太陽所在的2.6萬光年之外，影響甚至可以忽略不計了。地球上的人類也不必擔心直接圍著黑洞轉動的天體會飛入太陽系，畢竟這個可能性是非常小的，而且從2.6光年之外甩過來也需要漫長的歲月。

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銀河系中的大多數物體將繼續繞軌道運行，但是一些物體將以銀河系逃逸速度(在它們與中心的特定距離)移動，然後飛走。然而，銀河系將會變得更加擴散，因為即使是留在銀河系軌道上的物體也會比減去銀河系質量之前佔據更大/更長的軌道。

黑洞消失後的一段時間都會繼續圍繞它運行。引力以光速傳播，所以物體仍然被拉向它，直到傳播到達有問題的物體。黑洞會噗的一聲，附近的恆星會首先飛走，銀河系的其他部分會慢慢趕上。銀河系會分裂很可能是正確的，但是時間尺度上的效果有點模糊。

到目前為止，答案是假設所討論的星系是一個螺旋星系——如果我們談論的是銀河系，那麼麼事兒啦就很好。但是星系在形狀、大小、質量和組成上都非常多樣。大多數看起來都不像我們自己的。如果把你銀河系中心大黑洞的移走，會對銀河系造成什麼樣的影響。

銀河系黑洞的質量和銀河系本身的質量之比作為參考，質量比為0.15，這是巨大的！銀河系中許多恆星的軌道——只有大約200光年寬——受到黑洞的強烈影響。銀河系中心黑洞消失肯定會擾亂許多軌道。

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這個問題要分兩種情況來分析。

第一，假設銀河系是依靠中心的大質量黑洞來維持的。那麼在這種情況下，中心黑洞消失後，維持體系的引力源消失，那麼周圍的天體就沒有了一個共同的質心。因此，可能不會再圍繞這個中心運轉了，那麼結果可能就是散架了。

不過，要知道宇宙中的一個基本原則是速度的上限是光速，這也包括引力的傳遞，因此，引力傳遞的速度也不可能快過光速。而我們知道，銀河系的直徑在16~20萬光年，而更遠處也是銀河系的引力範圍，因此，散架也是從裡到外，逐漸失去引力中心的。不會出現立刻散架的情況，裡面的散了，但外圍的依舊正常運轉，直到20萬年後，銀河系的主體才會完全散架。而更遠地方的星體還需要更長久的時間後才會散架，整個過程需要數十萬年之久。

第二，銀心的黑洞消失了，銀河真會散架嗎？答案是不會散架，但會出現暫時的絮亂。

銀河系的引力中心不是隻靠一個大質量黑洞來維持的，這個黑洞不過幾百萬倍的太陽質量，與銀河系的質量來比太微不足道了。

事實上，在黑洞附近很小的範圍內聚集著約10萬顆的白矮星，而在更外層的空間中，大約直徑2萬光年，厚度約1萬光年的區域中，聚集了無數年齡在100億年的老年恆星。這些恆星共同組成了銀河系的核心區域，共同支配著整個銀河系的運行。

除非這裡的所有天體都突然消失了，才會讓銀河系解體，如果只是黑洞消失了，只會引起最核心區域的混亂，不過用不了多久，那些白矮星和其他星體還會繼續圍繞一個質心運轉的。只不過，這個質心處可能只是一片空間而已。

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銀河系中心黑洞突然消失，銀河系不會立刻散架，且看下面分析。

01

銀河系中心是什麼

1971年，英國科學家提出一個假設：銀河系核球中心部位有一個質量非常大的緻密核，也有可能是一個黑洞，它的質量大概是太陽質量的100萬倍。這個假設需要一個前提條件，那就是如果核球中心真的有一個黑洞的話，那麼銀河系中心應該有一個強大的射電源。

為了證實這個假設，天文學家們開始尋找銀河系中心發出的射電源。20世紀80年代，美國天文學家探測到以每秒200千米的速度繞銀河系中心運動的氣體流。這種氣體流距離銀河系中心越遠速度越慢，他們認為這是銀河系黑洞射電源的影響造成的。與此同時，其他一些科學家也宣佈探測到了銀河系中心的射電源，這說明銀河系中心很有可能是一個黑洞。銀河系中心是一個巨大的黑洞的觀點後來被越來越多的科學家認同，通過無數年的觀察，現在的觀測手段有了更進一步的提高，銀河系中心是一個黑洞的理論也更回牢固了。

02

如果把銀河系中心的黑洞拿走會發生什麼

1. 銀河系中心黑洞的質量比太陽還要大450萬倍，那麼這個黑洞的質量對於銀河系來說就不值得一提，所以就算是把這個黑洞從銀河系中心拿走，銀河系也不會發生散架。

2. 比如說那些圍繞黑洞轉動的天體會因此做離心運動從而被甩出銀河系，黑洞周圍天體的運動圓周半徑也會變得很大，並且還會越來越趨勢於靠近銀河系的中心。

3. 畢竟太陽系的距離和銀河系中心黑洞的距離有3萬光年左右，因為距離比較遠，所以黑洞消失對這些天體沒有什麼影響，我們的地球也不會受到影響。

03

天體圍繞銀河系中心全靠黑洞的引力嗎

肯定不是全靠黑洞了，科學家認為銀河系中心雖然有巨大的黑洞，但是銀河系所有的天體能夠有規律的運動，除了黑洞的引力之外，還有一個非常重要的物質，這種物質被科學家稱為是暗物質，我們知道宇宙中有很多物質，而且這些物質都是我們看不見的，雖然我們現在沒有找到這些物質，但是科學家一直都相信這些物質一定存在宇宙中，暗物質能夠釋放出暗能量，暗能量能夠推動整個宇宙的膨脹，可見暗能量的威力是非常巨大的。

04

為什麼銀河系中心會很亮

銀河系中心聚集了超過50萬顆恆星，之前根據這些恆星、氣體的公轉速度來估計銀河系中心黑洞的質量，大約在400萬倍太陽質量。同時，科學家也確實發現一些物質確實從銀河系中心消失了，一旦超過我們視界，就無法被我們所觀測到。但是在這些物質落入黑洞的早期過程中，我們可以看到粒子以接近光速圍繞黑洞運行，被加熱到極高的溫度，因此黑洞的吸積盤（吸積盤是一種由彌散物質組成的、圍繞中心體轉動的結構常見於繞恆星運動的盤狀結構）是可見的，這就是我們看到的銀河系中心那個很大很亮的東西。

趣味點亮生活

在我們銀河系的中心，有一個質量約為太陽質量400萬倍的超級黑洞，超級黑洞起到了凝聚銀河系星球的作用，在銀河系形成之初，黑洞的存在保證了銀河系不至於成為一盤散沙，然而如果現在黑洞突然消失了，銀河系真的會散架嗎？

一直以來，人類都沒有停止過探索宇宙的步伐，隨著我們對銀河系瞭解的越來越深入，最近我們知道銀河系的直徑比之前又擴大了，最新的觀測數據表明我們之前可能低估了銀河系的直徑，銀河系的直徑不止10萬光年，而是擴大到了20萬光年，而且在未來，這個數據還有可能進一步擴大。太陽系只不過是銀河系中一個普普通通的恆星系統，如果銀河系中心的黑洞消失了，對我們的影響很大嗎？需要經過多久我們才能感受到黑洞消失帶來的影響呢？

太陽系距離銀河系的中心2.6萬光年，自太陽系誕生開始，太陽系就一直圍繞著銀河系的中心公轉，大概2.5億年一個週期。而太陽之所以一直圍繞銀河系中心公轉，那是因為銀河系中心對太陽存在著巨大的引力，就像太陽引力束縛地球圍繞著它公轉一個道理。而銀河系中心引力的來源，源自於一個超級黑洞，其實說超級黑洞也有點言過了，畢竟質量比這個大的多的是。然而它的存在還是具有重大意義的，畢竟其引力場還是異常強大的，貿然讓它消失，銀河系不可能不受影響。

根據科學家的推算，銀河系至少有1000到1500億顆恆星，總共可能有4000到5000億個星球，而銀河系的總質量，根據估算，大概是太陽質量的1000億倍，而黑洞質量不過才太陽質量的400萬倍，所以說黑洞質量對於整個銀河系來說不值一提。就算把黑洞拿走，估計銀河系也不會真的散架，然而銀河系還是會受到一點影響的。比如說那些直接圍繞黑洞轉動的天體，會因為黑洞的突然消失而沿原來公轉的切線方向飛出去，但是對於太陽系，由於距離黑洞都2.6萬光年遠了，所以實在是不會受太大的影響，而且就算有影響，那也得2.6萬年之後才能被我們感知到，因為引力波的傳遞速度也是光速。

其實啊，科學家早前就已經通過計算發現，如果以銀河系的質量來看的話，它根本無法約束住這麼多的天體，而黑洞固然很重要，但是其起主要作用的時候是銀河系剛形成之初。銀河系的天體之所以能夠有規律運動，之所以能夠不脫離銀河系的束縛，是因為銀河系中除了黑洞引力之外還存在一種神秘物質，這種物質我們無法看見，但是它卻佔據了宇宙中質量的90%以上，它就是暗物質，科學家堅信暗物質一定存在，目前他們正在致力於發現暗物質。暗物質能夠釋放出暗能量，如果能夠加以利用的話，人類科技一定會有快速的提升。

鏡像宇宙

如果銀河系中心的黑洞突然消失，銀河系會立刻散架還是過幾萬年散架？

各位應該看到過類似的話題：“如果太陽突然消失，地球多久後會從軌道飛出去？”，這個問題的答案大家都知道，大概8.3分鐘後我們會看到太陽那個黑了，天空陷入一片黑暗，只有星星閃耀，但此時地球也“被出發”了，因為束縛它的引力消失，地球從軌道的切線方向出走了，速度就是此時公轉的線速度。

牛頓經典力學時代，曾經不是這樣理解的

牛頓從哥白尼的日心說以及開普勒的行星三大定律和伽利略的天體觀測等前人的經驗上，輔以自己的思考，總結出了萬有引力定律：

表面上看起來在牛頓時代只有一個萬有引力常數沒有解決，但事實上確有兩個，另一個是萬有引力傳播的媒介，牛頓以太認為是無處不在的以太。當然萬有引力常數在牛頓去世70年後被卡文迪許以巧妙的扭秤實驗所測定。

而以太卻在1887年的某天被邁克爾遜-莫雷實驗所否定，引力陷入了超距作用的尷尬，所以如果在那個時代拋出這個問題，得到的答案將是不怎麼堅決的“在太陽消失的瞬間會立即從軌道上出走”！

引力的傳播速度

愛因斯坦的廣義相對論解決了牛頓萬有引力超距作用的尷尬，將引力的傳播定義為質量對於周圍時空的扭曲，傳遞引力我們周圍的時空，而引力傳播的速度，愛因斯坦認為是光速，信息、能量與物質的傳遞都無法跨越光速，而引力同樣會有一個極限。

但相比光速可以用裝置來測定，比如上圖中的菲索測光速實驗原理圖，但引力測量似乎很難，最早拉普拉斯測定的引力傳播速度為光速的700萬倍，很顯然這個是錯誤的，但一直到引力波之前，引力速度測定都還在討論之中，其中有兩個比較典型的方案

其一，2002年美國科學家柯佩金和弗馬龍在木星擋住一顆類星體時，利用位於美國和德國的射電望遠鏡陣列，試圖測定引力的傳播速度，他們測定的結果是光速的1.06倍，誤差為20%。但天體物理學家指出，他們測定的不過是電磁波的速度而不是引力的速度，實驗宣告失敗。

其二，2013年來自中國的科學團隊提出了重力固體潮牛頓理論公式中隱含了引力以光速傳播的假定，並導出了引力傳播速度方程，最終獲得了“引力以光速傳播”的觀測證據。

而在2017年觀測到距離地球1.3億光年外的雙中子星合併引力波時，發現引力波與電磁波幾乎同時到達，但引力波稍稍提前一些，不過這並不說明引力波比光速更快一些，而是中子星合併時周圍的物質遮擋造成電磁波出發時間比引力波慢了一個節拍，兩者就速度而言是一樣。

銀心黑洞突然消失，銀河系多久會散架？

銀河系是一個直徑約10萬光年（最新數據是20萬光年），有1000億-4000億顆恆星中等星系，根據太陽系的經驗，現在我們可以理直氣壯的回答這個問題了，引力傳播速度是光速，因此銀河系有多大，就會按距離的遠近逐漸瓦解，比如地球約在2.6萬年後飛走了，飛到哪裡？不知道，希望飛向仙女星系，要不然可就真的成為流浪地球了！

事實上是這樣嗎？銀河系真的散架，恆星各自飛走了？

1937年天文學家弗裡茨·茲威基在觀測后髮座星團時發現，似乎這些星系的自轉速度都太快了，如果按可見物質之間的引力來計算，很顯然這些星系都不應該存在，因為自轉速度太快，“離心力”大大超過引力，恆星早已各奔東西，但並沒有，因此弗裡茨·茲威基認為這些星系中存在大量看不見的暗物質。

儘管發現如此之早，但暗物質的概念卻在將近半個世紀之後才確定下來，包括銀河系，比如太陽系在圍繞銀心公轉速度的“離心力”是超出了可見物質所能提供的引力，因此我們銀河系中也存在大量看不見的暗物質。

因此太陽受到的約束作用並不只有400萬倍太陽質量的銀心黑洞Sgr A*的引力作用，也受到核球處大量恆星團的引力作用，更受到懸臂上無數恆星的引力相互作用，最後還有起決定性作用的暗物質。

根據顯物質與暗物質的比例，銀心黑洞質量約為太陽的400萬倍，而整個銀河系質量約為太陽的2100億倍，黑洞在這個比例上是在小的可憐，而這個質量是根據大犬座矮星系圍繞銀河系公轉的數據計算出來的，其中包括了暗物質的質量。

太陽系為什麼沒有被暗物質庇護？

有朋友解釋了銀河系為什麼沒有散架，卻留下了一個太陽系為什麼會散架的大坑，其實這可以從兩個方面來解釋太陽消失後太陽系為什麼會散架。

1、從太陽和地球的質量和兩者之間的距離，計算出引力，以及地球公轉速度所產生的“離心力”，如果兩者平衡，那麼日地系統受到暗物質影響極小，太陽和地球的質量以及距離和公轉速度都可以查到，有興趣可以計算下，種花家曾經計算過，差一點點，當然可能小數取值的誤差所致，因此我們認為暗物質對太陽系公轉影響很小。

2、暗物質分佈並不像暗能量一樣是均勻分佈的（科學家認為暗能量均勻分佈），因此太陽系所在位置的暗物質密度也很關鍵，據測定太陽系所在的暗物質密度為0.0088+0.0024-0.0018 M☉pc^-3，這個密度下的質量對太陽系引力影響幾乎可以忽略，簡單的說太陽系系不夠大，顯物質的引力處於絕對優勢。

星辰大海路上的種花家

先用更直觀更容易想象的太陽系來理解問題！太陽距離地球1.5億公里（平均距離），太陽光到達地球需要8分20秒！相信我們都聽說過這樣的說法：我們看到的太陽實際上是8分20秒之前的太陽！

如果太陽突然消失呢？我們會立刻感覺到嗎？

在牛頓經典力學統治時代，答案是肯定的！因為牛頓體系下的引力具有超距作用，也就是引力的傳遞是瞬間完成的，不需要時間，所以如果太陽突然消失，地球馬上就能感覺到！

不過愛因斯坦廣義相對論的出現改變了一切，相對論徹底顛覆了引力的本質，認為引力實際上並不存在，本質上就是時空彎曲，而且引力（暫且這麼叫）的傳遞並不是瞬間完成的，也有一定的速度，這個速度正好是光速，這並非巧合，而是必然的！

引力波的發現證實了引力波的正確性，讓人們對廣義相對論有了更加深刻的認知！

明白了這點，問題就很簡單了！銀河系直徑20萬光年，地球距離銀河系中心2.6萬光年，所以如果銀河系中心黑洞突然消失，我們會在2.6萬光年之後才能感受到。

銀河系當然也不會立馬散架，即使會散架也會從銀河系中心向外圍開始散架！事實上，即使沒有了銀河系中心黑洞，銀河系很可能也不會散架，因為維繫銀河系穩定的除了中心的黑洞，還有暗物質的作用，而暗物質發揮著比黑洞更大的作用！

關鍵字: 散架 銀河 科學