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 銀河系中心天體有多大？以前由於觀測技術落後，又不知道宇宙天體電磁場之間存在相對實際客觀的幾何力學作用關係，這問題一直困擾著 人類天文學家，讓他們揪心揪肺竭盡全力來研究觀測。從相關資料顯示，1974年2月人類發現銀河系中心有一個質量緻密超大的神秘天體，其體積半徑都遠遠大於我們的太陽系，確認為銀河系中心人馬座A*。由於其是我們人類所居住的銀河星系中最大的天體，又不瞭解其內部的真實物質運動結構，因此科學界按照愛因斯坦相對論的猜想思維，把它想象假設為一個超大型黑洞。後來通過天文科學家團隊的努力，使用多種科學觀測方法，主要依靠光變觀測技術，經過多年反覆探測推算後，公佈了這銀河系中心天體人馬座A*（也假設為超大質量黑洞）的體積半徑為120天文單位，後又改為少於45天文單位，即小於6.7319×10^9km（*相關內容看我後面附上的百度搜索資料）。

     但我這裡在尚未得知相關觀測資料前，就利用我發現的太陽電磁場與銀河系中心磁場及太陽系各行星磁場之間，形成相對電磁交切作用平衡而存在的電磁轉矩之力臂半徑計算公式的力學理論，分析計算出銀系中心天體電磁場的半徑為9.737×10^9㎞，此半徑與觀測到的45天文單位(6.7319×10^9km)距離相近，小於120天文單位（1.7952×10^10km)，而且我分析計算過程並沒有把太陽系全部星體電磁物質（小天體及星雲）對太陽中心形成的反切阻轉歸心加速度全部計算在內，如果有相應觀測資料還可算得更細更準一點。

   下面是我相關的分析計算過程：

《宇宙天體旋轉(自轉)運動存在的電磁轉矩之力臂半徑公式的運用計算證明》

                           莫肇鵬

     通過對太陽系太陽磁場與天體行星磁場之間相對作用的幾何圖解分析，我推導出它們之間在相對吸引作用同時，行星天體磁場又受太陽磁場自轉交切的電磁切割作用，使行星磁場產生相對自轉作用的電磁轉矩力臂半徑計算公式：L②＝L×R②÷（R②＋R①）(L在此表示行星中心和太陽中心距離，L②表示行星受太陽磁場交切作用形成歸心轉動作用的電磁轉矩力臂半徑，R①是太陽半徑，R②是行星半徑〔注：相關推導過程及詳細證明另看《使行星形成自轉作用的電磁轉矩之力學關係公式證明》〕。

      下面通過利用這公式原理，分別計算出各天體行星受太陽磁場旋轉交切作用，形成自轉作用的磁轉矩之力臂半徑，再按各大行星自轉的週期時間，用向心加速度的力學公式，分析計算出各天體行星形成歸心自轉的向心加速度與客觀實際吻合。之後再按各行星形成旋轉(自轉)作用的歸心加速度大小，分析計算出各行星對太陽產生的反切阻轉之電磁歸心加速度總和（按公式推導情況分析，這總和的加速度是一個起相對反切阻轉作用的加速度，與銀系中心電磁場在正面對太陽磁場形成電磁交切作用產生的單向歸心加速度大小相等），按形成歸心旋轉加速度是由電磁轉矩之力臂半徑切轉歸心施壓作用形成原理，用向心加速度公式，計算出銀系中心天體電磁場對太陽磁場交切作用形成的電磁轉矩力臂半徑（太陽電磁場能的相對影響半徑），然後再按電磁轉矩力臂半徑計算公式，計算出銀系中心人馬座A*的大小半徑與客觀實際吻合，證明此幾何力學原理公式成立。

相關分析計算如下：

⑴水星：半徑R②＝2439.7㎞，與太陽距離L＝57910000㎞，繞日公轉週期87.97天，自轉週期T＝58.65天。太陽半徑R①＝695990㎞。

按公式L②＝L×R②÷（R②＋R①）得到水星受太陽磁場旋轉離心交切傳動作用，形成的歸心自轉力臂半徑  L②＝5.791×10（7次方）km×2439.7㎞÷（2439.7㎞＋695990㎞）＝202286.68㎞，

其形成自轉的單面向心加速度α②＝（2兀

L②/T）²/L②＝（2×3.14×202286680m/58.65×24×3600s）²/202286680m＝0.00031069m/s²

再根據機械傳動分析，兩輪交切傳動作用各自形成的歸心加速度α①和α②，和各自半徑（力矩半徑)L①和L②之比值相等原理公式α①÷L①＝α②÷L②，得到水星對太陽磁場中心形成單面歸心阻轉的向心加速度

α①＝α②÷L②×L①＝0.00031069ms²÷202286680m×（57910000000m）＝0.088943m/s²。

⑵金星：半徑R②＝6051.8㎞，與太陽距離L＝108200000㎞，繞日公轉週期224.7天，自轉週期T＝-243.02天。太陽半徑R①＝695990㎞。

按公式L②＝L×R②÷（R②＋R①）得到金星受太陽磁場離心旋轉交切傳動作用，形成的歸心自轉力臂半徑  L②＝108200000㎞×6051.8㎞÷（6051.8㎞＋695990㎞）＝879269㎞，

其形成自轉的單面向心加速度α②＝（2兀

L②/T）²/L②＝（2×3.14×879269000m/243.02×24×3600s）²/879269000m＝0.000078656m/s²

再根據機械傳動分析，兩輪交切傳動作用各自形成的歸心加速度α①和α②，和各自半徑（力矩半徑)L①和L②之比值相等原理公式α①÷L①＝α②÷L②，得到金星對太陽磁場中心形成單面歸心阻轉的向心加速度

α①＝α②÷L②×L①＝0.000078656ms²÷879269000m×（108200000000-879269000)m＝0.0096m/s²。

⑶地球：

半徑R②＝6378㎞，與太陽距離L＝149597900㎞，繞日公轉週期365.2422天，自轉週期T＝1天（24小時)。太陽半徑R①＝695990㎞。

按公式L②＝L×R②÷（R②＋R①）得到地球受太陽磁場旋轉離心交切傳動作用，形成的歸心轉臂半徑  L②＝1.495979×10（8次方）㎞×6378㎞÷（6378㎞＋695990㎞）＝1358455.12㎞，

其形成自轉的單面向心加速度α②＝（2兀

L②/T）²/L②＝（2×3.14×1358455120m/24×3600s）²/1358455120m＝7.1769m/s²

再根據機械傳動分析，兩輪交切傳動作用各自形成的歸心加速度α①和α②，和各自半徑（力矩半徑)L①和L②之比值相等原理公式α①÷L①＝α②÷L②，得到地球對太陽磁場中心形成單向歸心阻轉的向心加速度

α①＝α②÷L②×L①＝7.1769m/s²÷1358455120m×（149597900000m-1358455120m）＝783.1688m/s²。

⑷火星：半徑R②＝3397㎞，與太陽距離L＝224396850㎞，繞日公轉週期686.98天，自轉週期T＝1.025957天。太陽半徑R①＝695990㎞。

按公式L②＝L×R②÷（R②＋R①）得到火星受太陽磁場旋轉交切傳動作用，形成的歸心轉矩力臂半徑  L②＝224396850㎞×3397㎞÷（3397㎞＋695990㎞）＝1089920.315㎞，

其形成自轉的單面向心加速度α②＝（2兀

L②/T）²/L②＝（2×3.14×1089920315m/1.025957×24×3600s）²/1089920315m＝5.470579m/s²

再根據機械傳動分析，兩輪交切傳動作用各自形成的歸心加速度α①和α②，和各自半徑（力矩半徑)L①和L②之比值相等原理公式α①÷L①＝α②÷L②，得到火星對太陽磁場中心形成單向歸心阻轉的向心加速度

α①＝α②÷L②×L①＝5.470579ms²÷1089920315m×（224396850000-1089920315m）＝1120.83m/s²。

⑸木星：半徑R②＝71500㎞，與太陽距離L＝7.7833×10（8次方）㎞，繞日公轉週期4332.71天，自轉週期T＝0.41354天。太陽半徑R①＝695990㎞。

按公式L②＝L×R②÷（R②＋R①）得到木星受太陽磁場旋轉離心交切傳動作用，形成的歸心轉矩力臂半徑  L②＝7.7833×10（8次方）㎞×71500㎞÷（71500㎞＋695990㎞）＝7.250986×10（7次方）㎞，

其形成自轉的單面向心加速度α②＝（2兀

L②/T）²/L②＝（2×3.14×7.250986×10（10次方）m/0.41354×24×3600s）²/7.250986×10（10次方）m＝2240m/s²

再根據機械傳動分析，兩輪交切傳動作用各自形成的歸心加速度α①和α②，和各自半徑（力矩半徑)L①和L②之比值相等原理公式α①÷L①＝α②÷L②，得到木星對太陽磁場中心形成單向歸心阻轉的向心加速度

α①＝α②÷L②×L①＝2240m/s²÷7.250986×10（10次方）m×（7.7833×10（11次方）m－7.250986×10（10次方）m)＝21804.44438m/s²。

⑹土星：半徑R②＝60168㎞，與太陽距離L＝1.4294×10（9次方）㎞，繞日公轉週期10759.5天，自轉週期T＝0.44天。太陽半徑R①＝695990㎞。

按公式L②＝L×R②÷（R②＋R①）得到土星受太陽磁場離心旋轉交切傳動作用，形成的歸心轉矩力臂半徑  L②＝1.4294×10（9次方）㎞×60168㎞÷（60168㎞＋695990㎞）＝119423986.4㎞，

其形成自轉的單面向心加速度α②＝（2兀

L②/T）²/L②＝（2×3.14×119423986400m/0.44×24×3600s）²/119423986400m＝3258.95m/s²

再根據機械傳動分析，兩輪交切傳動作用各自形成的歸心加速度α①和α②，和各自半徑（力矩半徑)L①和L②之比值相等原理公式α①÷L①＝α②÷L②，得到土星對太陽磁場中心形成單向歸心阻轉的向心加速度

α①＝α②÷L②×L①＝3258.95m/s²÷119423986400m×（1.4294×10（12次方）m-1.194239864×10（11次方）m）＝35740m/s²。

⑺天王星：

半徑R②＝25559㎞，與太陽距離L＝2.9×10（9次方）㎞，繞日公轉週期30685天（約84年），自轉週期T＝0.72天（17.2小時）。太陽半徑R①＝695990㎞。

按公式L②＝L×R②÷（R②＋R①）得到天王星受太陽磁場旋轉交切傳動作用，形成的歸心轉矩力臂半徑  L②＝2.9×10（9次方）㎞×25559㎞÷（25559㎞＋695990㎞）＝102724970.86㎞，

其形成自轉的單面向心加速度α②＝（2兀

L②/T）²/L②＝（2×3.14×1.0272497086×10（11次方）m/0.72×24×3600s）²/1.0272497086×10（11次方）m＝1046.89m/s²

再根據機械傳動分析，兩輪交切傳動作用各自形成的歸心加速度α①和α②，和各自半徑（力矩半徑)L①和L②之比值相等原理公式α①÷L①＝α②÷L②，得到天王星對太陽磁場中心形成單向歸心阻轉的向心加速度

α①＝α②÷L②×L①＝1046.89m/s²÷1.0272497086×10（11次方）m×（2.9×10（12次方）m－1.0272497086×10（11次方）m）＝28507.5696m/s²。

⑻海王星：半徑R②＝24746㎞，與太陽距離L＝4.5043×10（9次方）㎞，繞日公轉週期60190天，自轉週期T＝0.67125天。太陽半徑R①＝695990㎞。

按公式L②＝L×R②÷（R②＋R①）得到海王星受太陽磁場旋轉交切傳動作用形成的歸心轉矩力臂半徑  L②＝4.5043×10（9次方）㎞×24746㎞÷（24746㎞＋695990㎞）＝1.54652×10（8次方）㎞，

其形成自轉的單面向心加速度α②＝（2兀

L②/T）²/L②＝（2×3.14×1.54652×10（11次方）m/0.67125×24×3600s）²/1.54652×10（11次方）m＝1813.338m/s²

再根據機械傳動分析，兩輪交切傳動作用各自形成的歸心加速度α①和α②，和各自半徑（力矩半徑)L①和L②之比值相等原理公式α①÷L①＝α②÷L②，得到海王星對太陽磁場中心形成單向歸心阻轉的向心加速度

α①＝α②÷L②×L①＝1813.338ms²÷1.54652×10（11次方）m×（4.5043×10（12次方）m－1.54652×10（11次方）m）＝51000.84m/s²。

⑼冥王星：半徑R②＝1160㎞，與太陽距離L＝5.91352×10（9次方）㎞，繞日公轉週期90800天，自轉週期T＝6.3872天。太陽半徑R①＝695990㎞。

按公式L②＝L×R②÷（R②＋R①）得到冥王星受太陽磁場旋轉交切傳動作用，形成的歸心轉矩力臂半徑  L②＝5.191352×10（9次方）㎞×1160㎞÷（1160㎞＋695990㎞）＝9839608.69㎞，

其形成自轉的單向離心加速度α②＝（2兀

L②/T）²/L②＝（2×3.14×9839608690m/6.3872×24×3600s）²/9839608690m＝1.274m/s²

再根據機械傳動分析，兩輪交切傳動作用各自形成的歸心加速度α①和α②，和各自半徑（力矩半徑)L①和L②之比值相等原理公式α①÷L①＝α②÷L②，得到冥王星對太陽磁場中心形成單向歸心阻轉的向心加速度

α①＝α②÷L②×L①＝1.274ms²÷9839608690m×（5.191352×10（12次方）m－9839608690m）＝670.88645m/s²。

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以上各大天體行星對太陽磁場中心形成單向歸心阻轉的向心加速度之總和為(670.88645+51000.84+28507.5696+35740+21804.4444+1120.83+783.1688+0.0096+0.088943)m/s²＝139627.838m/s²。

現根據太陽磁場與銀河系中心的距離L＝2.6萬光年距離＝9.4670208×10（12次方）㎞×26000＝2.461425×10（17次方）㎞，太陽繞銀河系中心公轉週期2.26億年，太陽半徑R/②＝695990㎞，太陽自轉週期T＝25.8天，加上現在太陽磁場中心反面受到各大行星的反切阻轉歸心加速度之總和為α②＝139627.838m/s²（太陽系其它小星體及星雲物質阻轉形成的歸心加速度暫時略計），求出銀河系中心天體磁場的半徑大小，按如下分析計算：首先向心加速度公式求出太陽磁場受銀河系中心天體磁場自旋交切傳動之轉矩力臂半徑L②＝α②×T²/4兀²＝139627.838m/s²×（25.8×24×3600s）²÷4×(3.14)²＝1.75921784954×10（16次方）m＝1.75921784954×10（13次方）㎞。

再根據銀河系中心天體磁場自旋交切傳動作用對太陽磁場形成的轉矩力臂半徑公式L日＝L×R日/（R日＋R銀），得到R銀＝(L×R日－L日×R日)/L日＝(2.461425×10（17次方）㎞×695990㎞-1.75921784954×10（13次方）km×695990㎞)/1.75921784954×10（13次方）㎞＝9.737×10（9次方）㎞，這就是銀河系中心天體人馬座A*的大小體積半徑。這一半徑距離，小於一光天的距離，其半徑範圍內應該包含類似於太陽光球的大氣層面，光球內應該還存在固態的天體中心磁場。

還有按球體體積公式V＝4/3兀R（3次方）計算，銀河系中心天體磁場的體積為V＝3.86298777×10（30次方）（㎞)3，是太陽體積的2.736818256×10（13次方）倍。

     另外我在這裡的分析計算結果，即太陽系磁場受銀河系中心磁場作用形成的磁轉矩之力臂半徑作用範圍L日＝1.75921784954×10（13次方）㎞，證實了1950年，荷蘭天文學家奧爾特提出的太陽系邊界影響距離範圍。

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1950年，荷蘭天文學家奧爾特提出，在太陽系遙遠的疆域有一片冰冷的“雲團”，孕育著1000億顆長週期彗星。它被稱作奧爾特雲，一直延續到距離太陽50000—150000天文單位的區域。這裡是太陽引力束縛天體作圓周運動的最後區域，也即太陽系邊界。“旅行者1號”需要30000年飛出太陽系，正是基於“旅行者1號”每年約3.5天文單位的飛行速度以及奧爾特雲延伸至100000天文單位的假設。

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   還有我在這裡的計算分析，都是以太陽系各天體實際的運動參數進行計算，如果這原理公式有半點錯誤，將會出現不可自圓其說的計算結果。因此這計算結果證明，此幾何力學原理計算公式不但適合在太陽系內天體運動的力學分析計算，還可以對銀河系或其它星系內的天體運動力學作用進行分析計算。

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再一個關於太陽和人馬座A*的實際質量與結構密度，還可根據我的這些實際幾何力學公式理論，分析計算出和客觀實際相符的結果。此計算結果和現在天文科學家們按牛頓萬有引力公式分析推算出來的密度質量大小並不相同。按基礎天文學理論，用牛頓萬有引力公式方法來推測計算得到的，在太陽軌道以內的銀河系所有天體物質質量約為1.3×10（11次方）個太陽質量，而按我的分析計算結果，光是銀河系中心天體人馬座A*的體積就是太陽體積的2.73905×10（12次方）倍，就比這現在教科書所標示的太陽軌道以內的所有恆星質量要大了，更不用說加上人馬座A*表面的電磁歸心壓力（歸心電磁加速度）是太陽表面電磁歸心壓力加速度的2.0987371×10（15次方）倍，其所形成的物質密度比太陽物質密度大的倍數，用來相乘得到5.748545853755×10（27次方）的倍數對比了。

我的計算結果之客觀性不妨在這裡和大家分享一下。

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《銀河系中心天體磁場的質量有多大？》

                             莫肇鵬

      下面這答案是按基礎天文學理論，用牛頓萬有引力公式方法來推測計算得到的，在太陽軌道以內的銀河系所有天體物質質量約為1.3×10（11次方）個太陽質量。這個答案是否科學且讓我們來對比分析一下。

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      這裡我通過對太陽系太陽磁場與天體行星磁場之間相對作用的幾何圖解分析，推導出它們之間在相對吸引作用同時，行星天體磁場又受太陽磁場自轉交切傳動作用而產生相對自轉的磁轉矩之力臂半徑計算公式：L②＝L×R②÷（R②＋R①）(L在此表示行星中心和太陽中心距離，L②表示行星受太陽磁場交切作用形成歸心轉動作用的磁轉矩力臂半徑，R①是太陽半徑，R②是行星半徑）。下面通過這公式計算出各天體行星受太陽磁場旋轉交切作用，形成自轉作用的磁轉矩之力臂半徑，再按各大行星自轉的週期時間，用向心加速度的力學原理公式，分析計算出各天體行星形成自轉的向心加速度與客觀實際吻合，證明此幾何力學原理公式成立。

(以上內容略省……，例如相關內容：⑶地球：

半徑R②＝6378㎞，與太陽距離L＝149597900㎞，繞日公轉週期365.2422天，自轉週期T＝1天（24小時)。太陽半徑R①＝695990㎞。

按公式L②＝L×R②÷（R②＋R①）得到地球受太陽磁場旋轉離心交切傳動，形成自轉作用的磁轉矩之力臂半徑  L②＝1.495979×10（8次方）㎞×6378㎞÷（6378㎞＋695990㎞）＝1358455.12㎞，

其形成自轉的單面向心加速度α②(地球)＝（2兀

L②/T）²/L②＝（2×3.14×1358455120m/24×3600s）²/1358455120m＝7.1769m/s²（註解：在這裡地面受到作用的歸心加速度只是單向切點轉矩力臂作用形成，還要減去月球磁場對地磁場形成的反轉磁矩作用，實際算出地球單向面的歸心加速度為5.22634m/s²，雙向歸心加速度等於5.22634m/s²×2＝10.45268m/s²，與地面重力加速度9.8m/s²接近），又根據公式α①÷L①＝α②÷L②得到地球對太陽磁場中心形成單向歸心阻轉的向心加速度

α①＝α②÷L②×L①＝7.1769m/s²÷1358455120m×（149597900000m-1358455120m）＝783.1688m/s²。

…………

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     從前面的幾何分析計算中可知，使太陽磁場產生自轉運動的磁轉矩作用來自於銀河系中心天體磁場的磁力交切帶動作用，同時太陽磁場也會對銀河系中心磁場形成對應的磁力反切和歸心阻轉的電磁壓力作用。這情況就如發電機靠磁力切割感應發電帶動電動機時，發電機同時也受到電動機通過轉子的電磁反切，對發電機產生歸心阻轉的電磁壓力作用而增加發電機轉子轉動產生對應磁力切割阻力一樣。

     而太陽磁場的旋轉運動，帶動各大行星磁場的運動與星系中心帶動太陽磁場的運動原理相同，除了使各大行星圍繞太陽中心擺轉形成周期循環的公轉運動外，最重要的是它的帶動，使各大行星產生了自轉的磁轉矩，其自轉磁矩的力臂半徑就是太陽磁場與各行星磁場相對交切作用的平衡點到行星的中心距離，也就是行星磁場相對於太陽磁場的影響半徑。

    固從我的轉矩作用公式求出各大行星的磁轉矩之力臂半徑大小後，就可計算出這個行星受到太陽磁場交切作用，使行星產生自轉的歸心加速度（在這知道了加速度的大小就等同知道了行星自轉所需的力之大小，無需質量大小來衡量，因為太陽與行星相對作用與反作用的平衡是同體等質量的作用），也就是各行星表面類似於地表的重力加速度。

    另外反過來通過計算出行星形成自轉的磁轉矩之力臂半徑，用行星與太陽中心的距離減去這半徑距離，就可得到各行星磁場對太陽中心磁場形成反切歸心阻轉作用的磁矩力臂半徑大小。然後再通過機械傳動比的力學作用平衡公式，即太陽磁場受到歸心反阻的加速度與反阻力臂半徑比等於行星磁場中心形成旋轉作用的歸心加速度與其磁轉矩力臂半徑比相等的原理（α①/L①＝α②/L②），再計算出太陽受各大行星的反作用對其中心所產生的單向歸心阻轉加速度之大小。

即α（太）＝α（水）＋α（金）＋α（地）＋α（火）＋α（木）＋α（土）＋α（天)＋α（海）＋α（冥）＝(0.088943＋0.0096＋783.1688＋1120.83＋21804.4444+35740+28507.5696+51000.84+670.88645)m/s²＝139627.838m/s²，這裡太陽受到各大行星的阻轉歸心加速度之總和，實際上就等於太陽磁場受銀河系中心磁場旋轉交切，對太陽磁場形成自轉的磁轉矩作用同時，太陽系內物質對銀系中心磁場所產生的反切阻轉加速度。因為這公式的分析計算前提，是天體磁場之間相對交切作用平衡的條件下進行分析計算的，銀河系中心天體磁場與太陽磁場的相對交切作用平衡，也就等於太陽系各大天體行星與太陽中心磁場的相對交切作用平衡，因此太陽中心磁場受到各大天體行星磁場形成的阻轉歸心加速度的大小，也就等於銀河系中心天體磁場對太陽磁場形成自轉作用的磁轉矩所產生的歸心加速度。據此在這裡我們再根據太陽磁場與銀河系中心的距離L＝2.6萬光年光距＝9.4670208×10（12次方）㎞×26000＝2.461425×10（17次方）㎞，太陽繞銀河系中心公轉週期2.26億年，太陽半徑R/②＝695990㎞，太陽相對於銀河系中心的自轉週期T＝25.8天，加上現在太陽磁場中心單面承受各大行星的阻轉向心加速度之總和為α②＝139627.838m/s²（其它阻轉作用形成的加速度暫時略計），求出太陽磁場相對於銀河系中心天體磁場的磁轉矩之影響半徑，再計算出銀河系中心天體磁場的半徑及其受到太陽磁場反作用產生的阻轉歸心加速度之大小。

如下分析計算：按向心加速度公式α＝u/t＝(2兀R/T)²/R分析計算，太陽磁場受銀河系中心天體磁場旋轉交切傳動所產生的磁轉矩之力臂半徑L②＝α②×T²/4兀²＝139627.838m/s²×（25.8×24×3600s）²÷4×(3.14)²＝1.75921784954×10（16次方）m＝1.75921784954×10（13次方）㎞

再根據銀河系中心天體磁場自旋交切傳動作用對太陽磁場形成的轉矩力臂半徑公式L日＝L×R日/（R日＋R銀），得到R銀＝(L×R日－L日×R日)/L日＝(2.461425×10（17次方）㎞×695990㎞-1.75921784954×10（13次方）km×695990㎞)/1.75921784954×10（13次方）㎞＝9.737×10（9次方）㎞，(這個就是銀河系中心天體磁場的半徑，它小於一光天的距離。這半徑應該包含類似於太陽光球這種大氣層在內，其內存在固態的天體)。

      然後再通過機械傳動比的力學作用平衡公式，即太陽磁場受到歸心反阻的加速度與反阻力臂半徑比等於行星磁場中心形成旋轉作用的歸心加速度與其磁轉矩力臂半徑比相等的原理（α①/L①＝α②/L②），計算出太陽磁場對銀河系中心天體磁場形成單向歸心阻轉的向心加速度，即α①＝α②÷L②×L①＝139627.838m/s²÷6.9599×10（8次方）m×9.737×10（12次方）m＝1953413495.3m/s²，這歸心阻轉加速度只是銀河系1500億個恆星之一的太陽磁場之反作用造成，因此銀河系中心所承受的歸心阻轉壓力是相當巨大，其表面受到的歸心加速度作用總和α銀＝1.9534134953m/s²×10（9次方）m/s²×1.5×10（11次方）＝2.9301202×10（20次方）m/s²。

      再按銀河系中心天體的半徑R（銀）＝9.737×10（9次方）㎞，太陽半徑R（太）＝695990㎞，通過球體公式V＝4/3兀

R（3次方），計算得到V（銀）＝4÷3×3.14×（9.737×10（12次方）m）3次方＝3.86495×10（39次方）立方米，

V（太）＝4÷3×3.14×（6.9599×10（8次方）m）3次方＝1.411488629×10（27次方）立方米。

銀河系中心天體與太陽的體積比等於

V（銀）÷V（太）＝3.86495×10（39次方）立方米÷1.411488629×10（27次方）立方米＝2.7382084×10（12次方）倍。

      再按前面計算得到的銀河系中心天體受各恆星反作用產生總的阻轉歸心加速度與太陽所受的阻轉歸心加速度對比，α（銀)÷α（太）＝2.9301202×10（20次方）m/s²÷139627.838m/s²＝2.0985215×10（15）倍。

        在此，如果以銀河系中心天體的體積倍數和壓力作用倍數相乘，就可大約得到銀河系中心天體的質量，M（銀）＝2.7382084×10（12次方）×2.0985215×10（15次方）＝5.7461892×10（27次方）倍太陽質量。

(注：即使單按太陽磁場對銀河系中心天體磁場產生的阻轉歸心壓力來計算，拿1953413495.3m/s²除以地球物質受到9.8m/s²歸心加速度所產生的壓力密度來計算，銀河系中心天體磁場的密度也將近達到地球物質密度的兩億倍。)

         這個計算結果是通過實際的幾何力學原理及實際的天文觀測數據進行分析計算得到，沒有半點神來之筆的想象參假計算。相對於前面教科書的分析計算結果，此結果是經得起任何科學檢驗的客觀存。教科書的分析計算結果連皮毛都粘不上，該儘早修改了。

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註解①：太陽磁場與銀河系中心磁場相對作用的影響範圍，是銀河系中心天體磁場對太陽磁場產生交切傳動作用，使太陽磁場形成相對自轉的磁轉矩之力臂半徑（1.75921784954×10（13次方）㎞，即117281天文單位）作用範圍。其原理就如兩個大小不同的磁鐵在形成相對吸引與排斥作用時，會產生各自影響作用範圍一樣，在各自影響範圍內的物質，只受其影響範圍的磁場所吸引與排斥。  

                               莫肇鵬

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人馬座A*（Sagittarius A*，簡寫為Sgr A*）是位於銀河系銀心一個非常光亮及緻密的無線電波源，大約每11分鐘自轉一圈，屬於人馬座A的一部分。人馬座A*很有可能是離我們最近的超重黑洞的所在，因此也被認為是研究黑洞物理的最佳目標。

中文名：人馬座A*，外文名：Sagittarius A*

質量：(4.31±0.38)×10^6 M☉，自轉週期≈11 min

赤經17h 45m 40.045s。

觀測歷史：人馬座A*最早在1974年2月被發現。對其觀測主要依靠光變觀測。

馬克斯·普朗克地外物理學研究所（Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics）由Rainer Sch攙攀氀所帶領的國際研究隊觀測了接近人馬座A*的星體S2達十年，於2002年10月16日公佈人馬座A*為一大質量緻密體的證據。從S2的開普勒軌道計算，人馬座A*的質量為260 ± 20萬太陽質量，半徑為120天文單位。其後的觀測估計人馬座A*的質量應為410萬太陽質量，體積半徑少於45天文單位。

超重黑洞假說

多個研究隊都嘗試利用甚長基線干涉儀（VLBI）以無線電頻譜拍攝人馬座A*的成像。以現今最高解像的量度（即波長1.3毫米），人馬座A*約有37微角分的大小。按距離26000光年來計算，人馬座A*的直徑為4400萬公里。地球與太陽的距離約為1億5千萬公里；而水星最接近太陽的距離則為4600萬公里。

若人馬座A*正正座落在黑洞的中央，其大小會因重力透鏡效應而被放大。根據廣義相對論，若以4百萬太陽質量的黑洞來比較，人馬座A*的可觀測大小最少也是該黑洞史瓦西半徑的5.2倍。但是4百萬太陽質量的黑洞約有52微角分，以人馬座A*的37微角分來看，其大小明顯大了很多，所以相信人馬座A*的放射源並非在洞的中心，而是在周邊接近事件視界的光亮點，有可能是在吸積盤或由吸積盤噴出的相對論性噴流。

人馬座A*的質量估計為431 ± 38萬、或410 ± 60萬太陽質量。設這些質量被限制在4400萬公里直徑的球體內，其密度將會比以往估計的高出10倍。儘管可能有其他理論能解釋這種質量及大小，但人馬座A*萎縮成一個超重黑洞的時間應比銀河系的壽命短。

現時所見的並非黑洞本身，但觀測紀錄顯示應有一個黑洞位於人馬座A*附近。所探測到的無線電波及紅外線能量，乃是從掉入黑洞時被加熱至幾百萬度的氣體及塵埃 所發出。黑洞本身相信只會發出霍金輻射。

鵬飛

銀河系是一個有著數千億恆星的龐大星系，這個星系的最初引力源就來自於星系中心的黑洞，天文學家們通過觀測並且計算發現銀河系中心黑洞人馬座a*的質量大約相當於431萬個太陽，它也是銀河系中質量最大的單一天體，從體積上來看，它的事件視界直徑大約為4400萬公里，相當於3萬個太陽的體積。

如今的天文觀測技術已經有了很大的進步，大致能看到銀河系中心的天體運行情況，但是由於黑洞本身是不發光的，所以想直接觀測銀河系中心黑洞是很難的，不過由於它質量非常大，所以它的引力也很大，其引力場影響了周圍的很多恆星級天體，天文觀測發現有數千個這樣的天體直接受到它的引力影響，並且直接圍繞它運行，由於這些恆心，都是發光的，天王學家們大致可以判斷出其質量大小，然後根據這些恆星與銀河系中心黑洞人馬座a*的引力效應去計算出人馬座a*的質量大小，由此才有了人馬座a*的質量和體積數據。

如果人馬座a*不吸收其他天體物質，那麼黑洞的本質會使得它是不可見的，任何再先進的望遠鏡也無法看到它，因為望遠鏡都需要在某些電磁波波段去觀察某些天體，如果黑洞不發出任何電磁波，那麼它就是完全隱身的，不會被看到。

好在銀河系中心的物質夠豐富，黑洞強大的引力使得一些物質向它靠攏，並被它加速到提高的速度，而且這些物質在黑洞強大的引力下被撕扯成基本粒子，這些物質在圍繞黑洞旋轉的過程中相互間的碰撞也激發出了巨大的能量，這些能量的釋放使得黑洞的事件視界之外十分明亮，因此作為一種天體的黑洞並非是不可見的，有的黑洞還是非常明亮的，比如已知宇宙中最亮的單一天體Ton618類星體，就是一個巨型黑洞，它發出的光都是它周圍的吸積盤發出來的。

近日有外媒報道美國加州大學洛杉磯分校的天文學家們利用夏威夷的凱克天文望遠鏡發現了銀河系中心黑洞在亮度上的巨大變化，在今年的5月13日那天，人馬座a*在兩個小時的時間中突然變亮了75倍，這是之前從未看到的事情，這標誌著銀河系中心黑洞很可能在短時間中吸收了大團的物質。

科學家們分析後發現這亮光可能來自於黑洞周圍的G2和S2兩個天體與銀河系中心黑洞的交互作用，其中G2被認為是一片氣體雲，2014年時它曾在距離人馬座A*不到36光時（光速奔跑36小時的距離）處掠過；

S2則是銀河系中心區域的一顆著名恆星，2018年5月時，S2曾運行到距離人馬座A*僅17光時處。

由於距離銀河系中心太近，它們都有可能被黑洞撕裂一部分吃掉，當其被撕裂的部分位於黑洞的吸積盤位置的時候，光度就會陡然增加。所以銀河系中心黑洞突然變亮，很可能是如上兩個天體已遭遇不測，這是激發黑洞變量的最有可能的因素。

科普大世界

銀河系中心的黑洞有多大？我們是如何測算的？

人類賴以生存的地球，位於銀河系獵戶座旋臂邊緣的太陽系中，從人類仰望星空開始一直都在探索，特別是我們所在的銀河系，更是付出了難以想象的努力，當然我們現在已經知道，銀河系的中心是一個黑洞，但它是如何發現的，它的質量又是根據什麼原理計算出來的，請跟隨本文來作個簡單的瞭解！

一、銀河系認知簡史

曾經我們以為太陽就是銀河系的中心，這和當年的地心說如出一轍，因為地球的自轉以及觀測設備的精度所限，我們觀測到銀河系的中心是太陽系也屬正常，但隨著觀測數據的積累、技術的提升，漸漸發現銀河系是一個龐大的星系，直徑高達10萬光年（最新觀測認為銀河系直徑達20萬光年），是一個棒旋星系。

整個銀河系包括了1000-4000億顆恆星，太陽系則位於獵戶座懸臂的邊緣，距離銀心約為2.6萬光年！

銀河系在棒旋星系中屬於SBb型，即有多條旋臂的棒旋星系，而銀心則由於銀盤面上塵埃的遮擋，影影綽綽一直都看不清楚。

二、黑洞是怎麼發現的，銀心黑洞又是怎麼發現的？

黑洞曾經是相對論中預言的天體，當然在今年4月10日晚公佈的M87*黑洞已經讓各位親眼目睹到5500萬光年外M87星系中心的黑洞模樣，但第一個黑洞是怎麼發現的，銀心黑洞又是怎麼發現的，也許可能並不清楚，我們簡單來了解下。

1、天鵝座X-1黑洞

這是位於天鵝座方向一個雙星系統，是最早被認為是黑洞的系統之一，它在1965年被發現，是一個超強X射線源！它的發現要得益於附近的一顆藍超巨星，這是一顆質量約為太陽20-40被，直徑超過2500萬千米，光譜為B0，星等為8.9等的變星！

而在它的附近有一個緻密天體，一直通過它的洛希瓣在吞噬這顆藍超巨星的氣體，天文學家也是其吞噬物質時候發出的超強X射線發發現這個緻密天體，根據受到的擾動，天文學家計算出這個看不見的緻密天體的質量為太陽的8.7倍，奧本海默極限以上的天體都將坍縮成黑洞，因此這就是天鵝座X-1黑洞的來歷。

上圖是天鵝座X-1的射電成像圖，左側是一團稠密星際塵埃雲，左側X-1黑洞的強大噴流已經在這團塵埃雲中吹出了一個“氣泡”！

2、銀心黑洞

儘管科學家一直都猜測銀河系中心是一個巨大的黑洞，因為只有黑洞的質量才能HOLD住整個銀河系超過數千億個小兄弟，但懷疑歸懷疑，科學是講究證據的！當然隨著X射線望遠鏡技術的成熟，銀心黑洞Sgr A*黑洞也逐漸露出猙獰的面目！

與銀道面附近的天鵝座不一樣，銀心的塵埃帶更為厚實，在很多銀心區域的星野照片中，我們就能發現銀心區域那些斑斑駁駁的的畫面，如下圖所示：

各位可不要認為銀心就是這樣哦，只是因為銀盤慢上環繞銀心的塵埃帶，太陽系位置望向銀河系中心，中間相隔2.6萬光年的星際塵埃，那個密不透光，即使密集的銀心光線也無法穿透！

但X射線天文的出現拯救了天文學家，它超強的穿透力得以穿過高達2.6萬光年的銀盤面塵埃帶，被在近地軌道上運行的X射線觀測衛星發現！

上圖是銀心黑洞Sgr A*在2013年一次X射線耀斑爆發前後的動圖對比，我們可以根據其X射線爆發的強度推斷出銀心黑洞一直在吞噬物質 ！

三、銀心黑洞的質量是根據什麼原理測算的？

看不見的銀心我們很難計算它的質量，因為它沒有一顆供它吞噬的巨大伴星，因此從引力擾動的基礎上基本就已經把路子堵死了！但比較幸運的是天文學家觀測到有數十顆恆星在圍繞銀心這個看不見的黑洞公轉！

上圖是ESO去除了銀心塵埃干擾後恆星圍繞銀心公轉的示意圖，理論上我們可以根據任意一顆恆星，通過萬有引力定律即可計算出銀心的質量，公式如下：

理論上我們只要獲知幾個參數即可：

1、恆星和黑洞之間的距離

2、恆星的質量

3、恆星的公轉軌道與速度

通過公轉軌道與速度測算出恆星的“離心力”=相互之間的引力F，再從距離推算出黑洞的質量，但恆星在核球處同樣受到塵埃帶的影響，因此準確測得相關參數這非常關鍵！

對銀心附近恆星的觀測。實心圓圈為已經觀測到的恆星位置，虛線則由觀測結果推算出的恆星軌道。我們可以看到迄今位置只有S2完成了繞銀心轉動一週的運動！

請注意上圖淡藍色的軌跡，從1996-2016這21年中的15年內就已經完成了一次閉合公轉，VLBI(甚長基線干涉測量技術)在1.3毫米至0.87毫米的波長上對銀心附近20顆亮星進行了高分辨率的觀測，其中這顆閉合公轉的恆星S2對我們計算銀心質量提供了極大的幫助，因為S2是唯一一顆在我們觀測週期之內完成公轉的恆星！

天文學家根據取得觀測數據，計算出銀河系中心黑洞Sgr A*黑洞的質量為太陽的430萬倍，比早先觀測計算的400萬倍稍高一些！

四、VLBI（甚長基線干涉測量）技術

上文說到了VLBI技術，簡單的說就是把幾個小望遠鏡甚至是陣列用VLBI技術連起來，達到一個超大口徑望遠鏡的觀測效果，儘管它用的是在分辨率更低的電磁波段，但它使用更容易製造大口徑與同步觀測的射電望遠鏡，對目標進行超大口徑的精細化觀測！值得一提的是今年4月10日對M87*黑洞的成像用的就是VLBI技術！

上圖是對銀心觀測時的VLBI陣列，其實銀心黑洞的“曝光”早已結束，只不過M87*黑洞先處理了而已，對於Sgr A*黑洞的實體圖像是指日可待的！

星辰大海路上的種花家

首先銀河系中央黑洞是看不見的，它的質量大約400萬個太陽質量。這些數據全都是科學家通過射電天文望遠鏡根據銀河系中央星體星雲運動軌跡來測算的。眾所周知，物體之間的相對運動是靠著萬有引力來影響的。一個物體運動狀態的變化一定有著力的參與，觀測星體莫名運動週期就能測算出黑洞的質量。另外就是黑洞吸收星雲質子時反射出來的無質量電子也會被捕捉到從而觀察到黑洞。

科普探討下，最新的科學表明宇宙不是由一個奇點大爆炸產生的，宇宙是週而復始的循環演變。老的宇宙滅亡新的宇宙誕生。黑洞就是其證據的記錄者。黑洞吞噬宇宙一切，宇宙無限擴張演變。等到黑洞引力大到使自己崩塌，他所釋放的物質是無質量的光子和引力子，因為無質量的光子和引力子。

根據愛因斯坦狹義相對論無質量的粒子是不
會與現在宇宙中的物質產生交互，這就意味著等到某一個時間節點，宇宙中充滿這些物質，那麼空間和時間將不復存在。那時候宇宙就會迴歸一點或者消失，而黑洞就是這個節點的掌控者。

經典電影視

千百年來橫貫夜空的銀河給人類帶來無限的遐想，隨著天文學的進步，我們知道了太陽系身處於銀河系之中

銀河系是一個最少由2000億顆恆星組成的星系，這些恆星都圍繞著銀河系中心旋轉，科學家觀測發現，在銀河系的中心位置存在著一個430萬倍太陽質量的超級黑洞“人馬座A*”，那麼人馬座A*黑洞究竟是如何被發現，又如何測定其質量的呢？

2012年，錢德拉太空望遠鏡觀測到人馬座A*迄今為止最明亮的耀斑爆發，此次爆發的強度也證明了人馬座A*一直在不斷吞噬周圍物質來壯大自己的質量。

相比於黑洞的發現，測定其質量顯然更為困難，從1996年到2016年，歐洲南方天文臺對銀河系中心數十顆繞人馬座A*公轉的恆星軌道進行了持續觀測，其中一顆編號為S2的恆星用了15年的時間完成了繞人馬座A*的一次閉合公轉。

天文學家根據S2恆星的公轉速度以及與黑洞的位置通過萬有引力最終計算出，人馬座A*的質量相當於430萬顆太陽！

宇宙探索未解之迷

銀河系的黑洞質量為400萬個太陽質量，是一個直徑為2400萬公里的龐然大物。（太陽直徑140萬公里）

下面簡單說一下這些數據如何得到的？

先說質量。

簡單來說，用牛頓萬有引力定律就能算出。

但實際確定過程卻用了8年多。

從1995年開始，美國的UCLA（一個研究銀河系中心的組織）就開始用當時世界上最大的光學望遠鏡——凱克望遠鏡持續觀測半人馬座方向的銀河系中心部分恆星的運行軌跡，觀測效果像下圖這種。

科學家團隊用八年的時間堅持觀測一個似乎沒什麼用的東西，這是一種科學精神。但也就是這八年，通過觀測，加上計算機的模擬，效果下面這種。

下圖是十多年後的完善，但實際上八年就基本能描繪部分恆星的部分軌跡。

觀測確定了恆星的運行速度，甚至週期，通過萬有引力定律就可以求出中心黑洞的質量，是400萬個太陽質量。

那這個怪物的半徑又是如何確定呢？

這裡只能說並不是很多人認為的史瓦西半徑公式得出的。

史瓦西半徑是1916年，卡爾·史瓦西通過愛因斯坦的引力場方程首次發現的一個球狀對稱、不自轉的物體的重力場的精確解。

史瓦西黑洞只是黑洞類型裡比較理想的一種，實際的銀河系中心黑洞並不屬於這類黑洞，但通過史瓦西半徑公式是能確定這個黑洞的半徑下限的，具體的情況只能通過種種計算估算逼近真實的黑洞半徑，1200萬公里的半人馬座a（銀心黑洞）也只是一個科學家給出的一個近似值，具體的可以自己瞭解。

科學新視野

天文學家已經宣佈他們已經收集了位於銀河系中心黑洞新數據。當科學家們將ALMA望遠鏡加入到用於研究黑洞的望遠鏡陣列中時，他們發現這個名為人馬座A（SGR A）的超大質量黑洞的無線電發射源位於一個比先前所認為更小的區域。

這一發現可能表明，來自Sgr A的無線電噴射方向幾乎直接指向地球。更多地瞭解Sgr A的挑戰在於它有一團熱氣體阻止科學家捕捉到清晰的圖像。通過將ALMA望遠鏡添加到射電望遠鏡網絡中，科學家瞭解了這個黑洞更多信息，該團隊已經能夠確定阻擋我們從地球觀察的光散射確切屬性。去除大部分散射效應使得獲得黑洞周圍的第一張圖像成為可能。通過觀察光和熱氣體，研究小組已經確定了發射區域如此之小，以至於輻射源可以直接指向地球。觀測到的無線電頻率為86GHz。

該團隊表示，大部分無線電發射來自一個只有3億分之一度的區域，他們注意到該源具有不對稱的形態。該團隊的一名科學家表示，這可能表明無線電是由一個充滿氣體的圓盤發射而非無線電輻射源產生，但現在還沒有確定的答案。Srg A是距離地球最近的超大質量黑洞，重約400萬太陽質量。儘管是距離地球最近的超大質量黑洞，但它卻離地球非常遠。科學家說，它在天空中的表觀尺寸不到1億分之一度，就像從地球上看月球上的網球一樣。

cnBeta

銀河系中心有一個質量為400萬倍太陽質量的黑洞，這個問題其實不算大，千萬倍、數億倍太陽質量的黑洞都有。筆者認為，根據超大質量黑洞定義，質量超過100萬倍就可以算上了，但是上限很高，達到數百億倍太陽質量，所以銀河系的黑洞其實也不算很大，反而還有點偏小的感覺。

黑洞質量的計算很簡單，我們通過間接方法確定黑洞的位置，比如某顆恆星、氣體雲繞著一個看不見的天體公轉，那麼我們就能確定這個天體是黑洞了。

可以利用射電望遠鏡對氣體雲的公轉速度等參數進行觀測，計算出引力大小，再根據萬有引力定律估算出質量。

如果我們對被吸積天體的參數觀測越精確，那麼計算黑洞質量也就越接近真實值。由於我們無法直接觀測黑洞，只有等黑洞吸積天體或者捕獲某個天體的時候才知道黑洞的存在。

太空伊卡洛斯

如果有人問你住在哪裡，你可能會回答你住的街道名字，如果你在度假，你可能會說你來自哪個國家或者哪個城市，那麼如果外星人問你銀河系在哪裡，有多大？你怎麼回答。

這些數據如此龐大，是怎麼測算出來的呢？

原來天文學家們主要測量了太陽及其附近的半徑數千光年中的恆星密度，並且根據天文觀測結果對銀河系的邊緣、旋臂、旋臂中間地帶，以及銀心的恆星密度做出了相應的估算，然從而得出銀河系中的恆星數量。

後來天文學家們又利用還是先進的無線電探測器，波長較長的電磁波有很強的穿透功能，不會被星雲等天體阻擋，所以能大致看清銀河系的形狀和架構得出了銀河系的組成。

單單是銀河系就有這麼大了，那銀河系中心的黑洞呢？

銀河系中心黑洞的質量大約是430萬倍太陽質量，名稱“人馬座A*”，這個黑洞質量還不算太大，超大質量的黑洞是M87星系中心的黑洞，質量達到了太陽質量的65億倍。銀河系中心的黑洞距離地球2.6萬光年，黑洞的史瓦西半徑約1270萬公里。

由於銀河系中存在大量多星際氣體，所以普通的望遠鏡是無法觀測到銀河系中心領域的，科學家是通過X射線望遠鏡和射電望遠鏡加上長期追蹤才發現銀河系中心的黑洞。

黑洞是怎麼被測量的 ？

黑洞是一種特殊星體，它能吸收所有的物質，連光都會被吸收，黑洞測量就成了天文界的難題。其實黑洞測量並不是一點辦法都沒有，引力波就可以測量黑洞的質量。往水裡扔石頭，石頭越大，水裡形成的波紋就越大，如果能夠掌握引力波的大小和星體的質量之間的關係，那麼就可以計算出黑洞的質量了。

總結

所以我們利用射電望遠鏡對氣體雲的公轉速度等參數進行觀測，計算出引力大小，再根據萬有引力定律就已經可以估算出黑洞質量了。

星球上的科學

1 銀河系中心黑洞大約是430萬倍太陽質量，名稱“人馬座A*”，距離地球2.6萬光年，黑洞的史瓦西半徑約1270萬公里。

2 科學家用天文望遠鏡觀測過發現什麼都沒有，但是銀河系為什麼圍繞著中心在轉呢？只有一種可能那就是黑洞！

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