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《时空波动论》 第九章：银河系与宇宙现状的完美解释下 1

作者：陈少华

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◎当恒星A处于银河中心突起的圆球内部，辐射压会随着r发生怎样的变化？

大家注意到，前面的运算中，并未涉及到银河中心附近的恒星。如果恒星A公转半径小于1万光年，处于银河中心突起的圆球内部，那它受到的辐射压会随着公转半径r发生怎样的变化呢？

上一节用到了这个结论：当公转半径r在1万光年以内时，恒星A所受辐射压与公转半径r成正比。现在就来证明这个结论。

恒星A的公转半径从银河中心的0位置开始慢慢增加，A如果处于银河中心，那么两侧的恒星体积与质量完全相等，产生的辐射压场强度一样，方向相反，A所受到的辐射压为0.

随着公转半径的逐渐增加，恒星A两侧的恒星体积与质量发生变化，一个增加，一个减小。两个星群质心距恒星A的长度也开始变化。一个越来越大，一个越来越小。其辐射压场在A点产生的辐射压强度之差也开始差距越来越大。

平均而言，银河系中恒星与恒星之间相隔约4光年。太阳与距离最近的恒星——比邻星相隔大约4.2光年，太阳附近每立方光年的空间中平均只有0.004颗恒星，即每250立方光年的空间内才会有一颗恒星。

相比之下，银河系中心突起的圆球状体分布着很高密度的恒星。银心附近的恒星分布极为密集。将近30万颗恒星聚集在银心周围的1立方光年空间中，这意味着恒星与恒星之间的平均距离仅为6光天，相当于地球和太阳距离的1000倍。在距离银心130光年的空间中，存在着大约1000万颗恒星，这相当于平均每立方光年的空间中有7200颗恒星。正是由于大量的恒星聚集在银心周围，使得银心附近变得十分明亮。

银河系中心突起的圆形体半径是1万光年。现在就来探讨当恒星A的公转半径在0到1万光年之间发生变化时，A所受到的辐射压会发生怎样的变化。

仍然垂直于银盘对恒星A所在位置进行截面，在中心圆球的范围内得到的是一个圆。在全银河系范围内得到的是一个椭圆。现在要求先出银心圆球对恒星A产生的辐射压，故先来研究中心圆球范围内得到的这个圆。等到要计算银河系对恒星A产生的辐射压时，就需要研究那个椭圆截面了。

如果恒星A位于银河中心，这个圆的半径就是中心突起圆球的半径1万光年。随着公转半径的增加，这个截面圆的半径会逐渐减小。

见下面图片：垂直于银心突出球体进行截面，得到一个圆。

图片：垂直于银心突出球体进行截面，得到一个圆

（以下为银河系7）

图片：PA左 与PA右 两个函数图像曲线对比

PA左与PA右 两者的差距从最开始的迅速增加，到后来的缓慢增加，约在r＝2万光年时增加到最大值。特别需要注意的是，在r＝1万光年时，P两侧差 的上升斜率下降为K1。这意味着r在这里增加1光年，P两侧差 增加K1的数额。接着P两侧差 的上升斜率就下降为小于K1，即r再增加1光年，P两侧差 增加的数额开始小于K1。

可以将函数P两侧差＝PA左 －PA右 的图像曲线也画出来，如下图所示：

图片：恒星A受到的辐射压P两侧差＝PA左－PA右 的函数图像

图片：P球体 第二大项P球体扣除 的函数图像

P球体＝PAB－P球体扣除。由于P球体扣除 的影响，P球体 的图像将在函数PAB 图像的基础上发生这样的变化：100到5000光年时，PAB 下降的斜率增加，变得更加陡峭一些。5000到1万光年，PAB 下降的斜率减小，变得更加平缓一些。

画出P球体(r) 的函数图像，如下图所示：

图片：P球体(r)的函数图像

图片：P两侧差（r）与P球体(r)函数曲线对比

（以上为银河系21）

绘出图像曲线如下图所示：

图片：恒星A在银心球体内部所受辐射压P总 的曲线

辐射压的变化曲线决定了银河系恒星的分布与公转速度变化曲线。

银河系形成现在的格局：中心有一个半径一万光年的圆球以刚体形势自转。原因就在于此。

银河系半径从0到1万光年这段空间，恒星受到的辐射压随着公转半径增加而成正比增加。这里的恒星要保持稳定，其离心力必须也随着公转半径成正比增加。根据离心力公式：F＝mω^2r，当角速度ω相同时，随着公转半径增加，离心力成正比增加。因此这段空间的恒星成为一个整体开始自转。恒星角速度完全相同。恒星所受的辐射压力与离心力都随着公转半径增加成正比增加，这保证了两个力随时保持平衡。

当r超过1万光年时，处于这个位置的恒星A就无法追随上这个刚体的转动速度了。因为恒星A受到的辐射压到达最大值后，开始随着r增加而成反比下降。

在r＝1万光年时，r增加dr时，恒星A左侧的星群辐射压减少的量刚好等于恒星A右侧星群辐射压减少的量。dPA左＝dPA右。P两侧差＝PA左－PA右 保持不变。P两侧差达到最大值。恒星A的角速度保持不变，公转线速度也达到最大值。

当恒星A的r从 r+dr继续增加dr时，恒星A左侧的星群辐射压减少的量开始大于等于恒星A右侧星群辐射压减少的量。dPA左 > dPA右。造成的后果是恒星A受到的辐射压P两侧差＝PA左－PA右下降。恒星A如果继续维持公转角速度ω与中心刚体保持一致，公转线速度会继续增加。根据离心力公式，F＝mω^2r，ω不变，r增加，恒星A离心力增加。离心力与辐射压一个增加，一个减小。两个力无法再平衡。恒星A将会被甩到公转半径更远的轨道上去。

恒星A要想保持两个力平衡，根据离心力公式，F＝mV^2/r，只要恒星保持现在的公转线速度不变，离心力就会随着公转半径r的增加而成反比减小。与辐射压保持平衡。

所以恒星A的公转运动不再是同中心刚体保持一致，而是比中心刚体的角速度要慢。

当公转半径r继续增加时，恒星A的公转线速度V将会大幅降低，原因是随着离开中心球体距离增加，中心球体作用到恒星A上的辐射压会快速下降。恒星A不得不通过降低速度来降低离心力，以平衡大幅降低的辐射压力。

银河中心的刚体是完美球体，半径刚好是1万光年，原因就是辐射压的变化曲线将中心刚体的范围限制在了一定的空间内。不可能无限地扩充领地。当辐射压不再成正比增加时，那就是刚体的空间增长到了尽头。

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◎银心球体变成银心扁球会产生什么后果？

银河系在不断自旋，产生了比较大的离心力。银心球体很有可能会在这种离心力作用下改变形状，最终成为一个扁球。也就是说，这个球体的厚度或短轴直径比球体的长度或长轴直径要短。这是一个微型银河系。因为银河系就是一个扁球。

银心球体成为扁球，会不会影响球体范围内恒星所受辐射压P总 呢？P总 还是以r的正比在变化吗？

设这个扁球的高度为2a.长度为2b.将这个扁球在银心处垂直于盘面进行截面，得到一个椭圆，短轴半径是a，长轴半径是b。

见下面图片所示：

图片：垂直银心扁球进行截面得到一个椭圆

银河系也是一个这样的扁球。所以可以直接拿银河系的体积计算公式来计算扁球的体积。

内部的恒星A所受的来自银河系的辐射压计算公式。

P两侧差  就不用分析了。前面已经得出了结论，并画出了曲线。

P球体 的分析结论是：P球体 在r小于0.3万光年时以r的一次方反比下降。当r大于0.3万光年时，下降速度比r的一次方反比快一些。 约为以r的1.2次方反比下降。

只要对P扁球 进行分析，如果能得出结论：P扁球 的下降斜率不比P球体 更快，那么P两侧差 与P扁球 组合在一起形成的P总 就会在1万光年的公转半径内与r成正比增长。银心扁球就能在半径长达1万光年的范围内以一个刚体形式自转。

P扁球 的下降斜率只要不比P球体 快，那么银心圆球变成扁球就不值得奇怪，这是可以解释的情况。如果P扁球 的下降斜率比P球体 还要缓慢，那么银心球体变成银心扁球就是一件必然会发生的事情。如果P扁球 的下降斜率比P球体 要快，那么银心球体会变成银心扁球这件事就是一个令人无法理解的难题。

情况会是哪一种呢？

P扁球 ＝P扁球AB －P扁球扣除 这一项是计算银心扁球辐射压的，因为银心扁球相当于一个小型的银河系，可以将P扁球AB －P扁球扣除 与计算银河系辐射压的公式P总 ＝2V（r）+P12－P扣除。进行对照分析，寻找共同点。P扁球AB －P扁球扣除 与2V（r）+P12－P扣除本质上是相同的。P12可以不去管它了。因为银心扁球内是没有又一个以刚体形式用高于银心扁球自转速度在高速自转的银心球体的。所以P扁球AB 与2V（r）即P11相同；P扁球扣除 与P扣除 相同。

P总 ＝2V（r）－P扣除，即P11－P扣除。对这两项的分析，想必大家还记忆犹新。P11当然大部分区间（0到3万光年区间，相当于0到0.6R区间）一直随着r的增加而以正反比的速度在下降。在r到扁球边缘地带时（4万到5万光年区间，相当于0.8R到R区间），P11下降的速度稍快一点，达到r的1.2次方反比。

2V（r）与V扁球AB 其实本质上一样，都是指恒星A截面到与银心对称的B截面之间的星群。两者现在形状都是扁球体，所以2V（r）产生的辐射压P11与V扁球AB 产生的辐射压P扁球AB  两者的变化曲线基本一致。

银心扁球的长轴半径b＝1万光年。P扁球AB也在大部分区间（0到0.6b区间，即0到0.6万光年区间）都一直随着r的增加而以正反比的速度下降。当r到达银心扁球的边缘地带时，0.8b到b区间，也就是0.8万光年到1万光年区间时，P扁球AB下降的速度稍快一点，达到r的1.2次方。

这比银心球体的P球体AB 表现得要强。

银心球体的P球体AB 变化曲线显示，只有确保在0.3万光年的范围内PAB以r的正反比形式下降，在0.5万光年到1万光年区间，P球体AB 以r的1.2次方反比下降。

也就是说，相比P球体AB ，P扁球AB 在更大的范围内（0到0.6万光年区间）保持以r的正反比速度下降。在更小的范围内（0.8万到1万光年区间）以r的1.2次方反比下降。显然，P扁球AB 的下降曲线比P球体AB 要平缓。这对P扁球 的下降曲线变得平缓更加有利。

显然，银心球体变成银心扁球后，P扁球AB 表现得更为出色，下降斜率更加平缓。

那么P扁球扣除 表现如何？能否超越P球体扣除 呢？

答案是这样的：P扁球扣除 与P球体扣除 都负有降低P总下降斜率的使命，两者完成使命的能力不相上下。但是，由于扁球的长度比厚度长得多，所以P扁球扣除 将在更大的范围内发挥作用。P球体扣除 虽然能完成好使命，但是很快任务就结束了。

既然P扁球扣除 完成使命的能力与P球体扣除 分不出高下，而P扁球AB的下降斜率比P球体AB 要平缓，显然，在降低辐射压的下降斜率上，扁球体对球体占据着天然的优势。

银心球体因此会自然而然变成扁球。

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◎星系形成扁球形是一种自然而然的过程

设球体与扁球体的半径R都等于1万光年，扁球体的厚度的一半是H0.球体的VA右星群所含有的质量与扁球的VA右星群所含有的质量计算公式如下：

球体与扁球体其实在很多方面都是相似的。既然如此，那么随着r增加，球体的P球体A右 与扁球体的P扁球A右 都是一样的幅度下降。P扣除 也是一样幅度的下降，对P总 斜率的减缓程度一样。

但这是当球体与扁球体半径相同时才会发生的事。

实际上，一个球体一旦向扁球体转变，其半径一定是扩大的。扁球星系所覆盖的范围当然比圆球星系要宽广得多。一个半径一万光年的球形星系，转变成扁球形星系，半径肯定增加好几倍，有希望达到3万光年左右的半径。当然，球体星系会变扁，中心厚度下降很多。

能扩张范围当然是所有星系都喜欢做的一件事情。所以所有星系都会毫不犹预地抛弃掉球体形状，向扁球形状转化。

关键是扩张了几倍空间后，3万光年半径星系的P扁球扣除 的功效并不比1万光年半径星系的P球体扣除 的功效小。

一个1万光年半径的球体，P扣除 只在1万光年范围内发挥作用，迅速就下降为0，似乎有些可惜。它原本可以在更大的范围比如3万光年半径内很好地完成任务，降低P总 的下降斜率。

但大自然是不会浪费人才的。正是因为P扣除 过快地结束了任务下降为0，使得球体的P总 在临近球体边缘时下降斜率特别缓慢，甚至还开始转跌为升。边缘恒星的公转速度大幅度提升。星系自旋的速度加快了。

就象是一个沙盘旋转的速度增加时，恒星受到的离心力大幅升高。会有很多恒星被甩出去，但这些恒星并不会脱离星系的束缚。F=V^2/r，很快因为公转半径增加而使得离心力下降，离心力重新与辐射压平衡。这些恒星被甩出去，是边缘恒星开始增加公转半径，星系的范围在扩大。这是星系在开疆拓土。当然，星系的厚度也在下降。

星系逐渐从球形转变为扁球形。这种转变是自然而然发生的。

当P扣除 导致的辐射压P总 下降斜率减缓程度刚好能适用边缘恒星的公转速度时，辐射压曲线就不会发生在星系边缘突然下降斜率大幅度减缓的情况，而是很均匀地一直在减缓，细水长流。这时星系的自旋速度就不再增加了。就不会有恒星被甩出去，这个星系就开始保持稳定。最终这个星系大多数情况下会是如同银河系这样的扁球形。当然也会出现例外的情况。

比如，星系太大或太小，那么就不会形在扁球形状。太大的星系，是好几个扁球形状的星系组合而成的，会形成大型的椭圆星系。太小的星系，辐射压太小，无法形成合力来改造星系，形状会比较不规则。

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◎恒星分布密度差异如此大的重要意义

事实上，P球体扣除 有很大可能是无法起到平缓辐射压P总 下降曲线作用的。

P球体扣除 要真正起到平缓P总 下降曲线的作用，首先的一个条件是，P球体扣除 会一直增长。

这个条件P球体扣除 是满足的。P球体A右 绝对会一直比P球体B左 要大。两者的差距在刚开始恒星A位于银心时是0，随着恒星A远离银心，两者差距会迅速拉大。

第二个条件是，P球体扣除 在某个位置达到最大值后，会一直下降，直到下降到0.只有这样，P球体扣除 才能达到平缓P总 下降曲线的目的。

大家都会认为这是理所应当的。P球体A右 在到达球体边缘时，会等于0. P球体扣除自然也等于0.所以P球体扣除肯定会在达到最大值后一直下降到0.

想法是好的。但事实并不一定如此。

P球体扣除 的计算公式如下：

这个结果让我十分崩溃，一度十分失望，认为自已的理论有问题。还好，我经过认真思索，找到了问题的关键：MA右 的下降速度并不只是以r的正比在下降。而是以r的平方速度在下降。即MA右 与r的平方成反比。原因就是随着离银心渐远，VA右 星群的平均恒星分布密度是越来越低的。

这下真是山重水复疑无路，柳暗花明又一村。这就需要计算出VA右 星群在处于不同位置时的平均恒星分布密度，计算出MA右 的正确质量。这需要先算出VA右 星群的体积均分点，将体积均分点近似为平均恒星分布密度点。

这样算出来的PA右 才是不断下降的。

可见银河系恒星分布密度曲线与银河系星群体积均分点的位置都对P扣除 完成使命起到了重要作用。如果银河系的恒星分布密度不是远离银心就越稀疏，如果银河系的形状不是一个厚度越来越薄的扁球，那么P扣除 就不会达到最大值，更不会通过一直下降来平缓P总 的下降曲线。我就通过计算，切实体会到了这一点。

也就是说，P扣除 要想发挥作用，银河系的恒星分布密度就必须是离银心越远，恒星分布密度就越稀疏。否则PA右 将不但不会随着远离银心而下降，反而持续缓慢上升。导致P扣除 也在不断缓慢上升，无法完全改善P总 下降斜率的任务。

另外，星群的形状最好是一个圆球或扁球。中心厚边缘薄，离银心越远，厚度就越薄。

这个特点使得2V（r）星群的体积均分点更靠近银心。体积均分点可以近似为恒星平均分布密度点。这一点的恒星分布密度可以作为星群的平均分布密度。越靠近银心的位置，恒星分布密度越大。这意味着扁球式星系中的2V（r）星群拥有更高的平均恒星分布密度。2V（r）星群质量更大，产生的辐射压P11更高。

而P11就是辐射压P总 的主要来源。尤其在r＝1万光年时，P11与P12都处于最大值。如果P11比P12要弱，那么P12将在P总 中占据更大的比重。由于P12下降速度十分迅速，达到了r的2次方反比。那么P总 的下速度将会十分迅速。这对银河系来说是很可怕的，会产生严重的后果。

P11越强，P总 下降斜率就越缓慢。所以银河系是一个中间厚、侧冀薄的扁球形状，其实是很关键的。这个因素使得2V（r）星群的体积均分点与平均密度点都离银心更近。从而P11的实力更强。

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◎成为中间厚，侧冀开始越来越薄，边缘十分微薄的扁球形体是大多数星系的归宿

包括银河系在内的所有星系，都有一个特点：中间厚，侧冀开始变薄，边缘越来越薄的扁球形体。从来没见过一个星系中间薄，边缘厚。可见中间厚边缘薄是所有星系的共同特征。这个特征一定是对星系稳定大为有利，才在所有星系的形状上都表现出来。

为什么中间厚，侧冀开始变薄，边缘越来越薄的扁球形状对星系稳定非常有利呢？应该说，星系在自旋过程中，都会自然而然形成这种中间厚边缘薄的特征。边缘恒星就象是被甩出去了一样，不过被甩出去的终究是少数。大多数恒星还在离星系中心更近一些的范围内。

现在从辐射压角度，来对这个问题进行探讨。

中间厚，侧冀开始变薄，边缘越来越薄的形状，之所以对银河系有利，是因为这种形状下的星系里恒星所受辐射压下降的斜率最缓慢。

银河系的辐射压下降曲线如下图所示：

图片：银河系恒星所受辐射压P总 变化曲线

图片：密度1.5次方反比下降、0到1万光年时密度函数斜率是－4.5时，银河系恒星分布密度函数

如果银河系没有这样的形状特征，反而是中间薄，边缘厚，那就麻烦了。能均分V（1）这一形体体积的截面将会出现 在r＝3万甚至4万光年。这意味着2V（1）的平均恒星分布密度将相当于r＝3万甚至4万光年时的恒星分布密度。

恒星分布密度随着远离银心的长度增加而不断下降，这是无法改变的事实。在距离银心那么遥远的地方，恒星分布密度必将下降到十分稀薄的程度。跟银心球体的平均分布密度，即0.75万光年时的恒星分布密度相比，2V（1）将只有银心球体的几百分之一，甚至上千分之一。即使2V（1）在体积上是银心球体的5.92倍，那也不顶用了。P11将只在P1中占一个很小的份额。

P12将掌控银河系的统治权。它是十足的暴君，匪气十足，作威作福，肆意贱踏挥霍银河系的资产财富。只转眼间辐射压P总 就会暴降到一个让恒星们不忍直视的数值。那将会是一个所有恒星的恶梦。银河系的解体就是必然的了。

好在这一切并不会发生。因为银河系中间厚、侧冀越来越薄、边缘十分微薄的特征早就固定下来了，让银心球体抓耳挠腮急不可耐但又无技可施，只能泪流不止，仰天长叹：苍天啊，你既生瑜何生亮？

银心球体与它操纵下的P12不得不老老实实去做作2V（1）的小弟，被牢牢压制着出不了头。2V（1）得以一直支撑着银河系的运转，通过产生强大而稳定的P11辐射压来维系着这个大帝国的稳定繁荣。并在3万光年之后功成身退，将大位传给P扣除 。P扣除 在3到5万光年区间成为银河系的新王，操控着银河系的运转。银河系恒星公转速度在此区间会有一个比较明显的提升，恒星们在P扣除 的领导下，一个个动力十足，开足了马力在为银河系的繁荣而卖力的打拼奋斗着。

扁球体与球体都符合中间厚、侧冀越来越薄、边缘十分微薄的特征，所以星系如果形成球体，也不必奇怪。那属于正常现象。但小的球形星系还能稳定存在，星系稍大一些，必然会向扁球形状转化。

天文学家发现，小星系形状并不规则，什么形状都有。但比较大的星系绝大多数都是扁球形。比如银河系就是如此。

这是因为扁球星系有着球形星系所在具有的几个优点：

1）扁球星系的2V（r）星群产生的辐射压P11下降斜率更平缓一些。

2）扁球星系所占据的空间范围比球形星系大得多。同样大的质量，扁球星系看起来比球形星系状观很多。从最省力实用原理来讲，大自然中的一个物体总是希望自已能占有更大生存空间。所以星系一大，就会自然而然向扁球形状转化。

3）这是P扣除 这一项的作用特点造成的。如果星系半径范围太小，P扣除 迅速降到0，使星系边缘地带辐射压快速提升。星系将会以更大速度自旋。这会使很多恒星被甩到更远的公转半径上，才能达到辐射压与离心力的平衡。在P扣除 的作用下，球形星系会逐渐转化为扁球星系。

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◎成为扁球体是绝大多数大型星系中心球体的宿命

银河系的中心球体在这种情况下，自然会不断向着扁球的形状转变。扁球形状的好处多多。不仅P扁球AB 下降的斜率更低，P扁球扣除 还能更出色地完成减缓P总 下降斜率的任务。P扁球＝P扁球AB－P扁球扣除 ，自然更能使P扁球 的下降斜率缓慢到令银河系满意的程度。

P总＝P两侧差 + P扁球 。P两侧差 的上升曲线保持不变，P扁球 的下降斜率比P球体 要平缓很多，这使得P球体 更容易达到与r成正比的要求，银心扁球因此成为一个刚体高速自转。

如果扁球再扁一点，P扁球扣除 任务完成得更出色一点的话，P扁球下降斜率进一步减缓。P总 将会富余到超过r的1次正比，而达到r的1.1次方正比甚至更高。那会出现什么情况呢？

当然，扁虽好，也要有限度哦。银河系如果太扁的话，会严重影响2V（r）产生的辐射压P11的强度，使P11无法提供充足的辐射压来帮助恒星公转。扁球越扁，P两侧差 也会受到影响而下降。对P总 是很不利的。在扁的程度上，会找到一个平衡点，使P两侧差 下降产生的不利影响等于P总 下降斜率变得更加平缓带来的有利影响。现在讨论的是在这个平衡点出现之前会发生什么情况。

银心扁球内的辐射压既然这么富余，那么都不止与r成正比了。那会出现什么情况？难道会出现随着公转半径增加，恒星不仅公转速度增加，连角速度也增加的情况？那银心扁球就不再是刚体了。

这种情况是不会出现的。因为银心扁球会通过让自已变与真正的小型银河系来解决这个问题。

银河系的典型特征就是拥有恒星分布密度超密集的银心球体。这个银心球体产生的辐射压P12对P总 来说是一个让它头痛的东西。P12下降的速度太快，使得银河系恒星的公转速度一再下降。如果不是有P扣除 这一项发威，银河系真有可能被P12给败坏掉而解体。可见P12在增加辐射压下降速度上确实很有效率。

既然如此，当银心扁球的辐射压有富余、恒星们形成刚体自转都消耗不完时，银心扁球就会自动在中心形成一个新的银心球体。这个球体的恒星分布超级密集，自转速度也自成一体。表现在越来越密集的恒星分布在银心附近。

也就是说，当辐射压有富余时，银心就会自动聚集起越来越多的恒星，使银心附近的恒星分布密度越来越大。银心附近恒星公转的速度也会越来越快。这就相当于形成了新的银心球体。这个银心球体产生的辐射压P12会严重拖累恒星辐射压，使辐射压下降速度增加。

这样下去就会达到一个平衡，使得银心扁球的辐射压不会有富余，而是刚刚好与公转半径成正比增加。银心扁球内的恒星形成刚体自转，角速度保持一致。绝不会出现离银心越远，角速度还越大的情况。一旦那种情况出现，银心扁球就明白，又到了充实银心扁球、增加恒星分布密度的时候了。会有更多恒星被吸入银心扁球中，使这个地方越发的密集。

事实上，每一个星系中的银心球体都是这样形成的。

银河系之所以不会是圆球形状，而是扁球形状，就是因为扁球形状更加利于稳定，辐射压下降得更加缓慢。可以有更大可能去开疆拓土。

所以，银心球体变成银心扁球，实在是再正常不过的事情，对银心球体保持稳定并扩大势力范围大为益处。

这也是银心圆球更倾向于变成扁球的原因。这种形状下银河系将会更加稳定。

银心圆球变成扁球后，由于辐射压下降斜率更平缓了，银心扁球将会在更大范围内使辐射压与公转半径r成正比变化。银心扁球的半径更大，银心以相同角速度自转的刚体范围也更大。这就是圆球变成扁球的好处。而扩大势力范围与领土疆域，是每一个实体都想达成的愿望。星系也不能免俗。

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◎银河系自旋的特征

银河系的自转，是一种"较差自转"。天文学家通过精确测量，得到银河系不同公转半径天体的运动速度。发现，银河突起的球形部分，好象一个刚体，以整体形式自转，其中的恒星角速度相同，公转周期相同。运动速度离中心越远就越大，在r＝1万光年时达到最高速度275千米每秒；之后随着r的增加，恒星公转速度开始降低。当r为2.5万光年时，速度为250千米每秒。2.5万到3万光年区间，公转速度基本可以维持稳定，为250千米每秒上下。当r为3万光年时，恒星公转速度开始随着r的增加而缓慢的增加，但角速度仍是减小的。最边缘的恒星，其速度为275千米每秒。太阳位于距中心2.8万光年处，公转速度为250千米每秒。

图片：银河系恒星公转速度分布曲线

1、公转半径从0到1万光年，恒星位于银河中心的突起球体内。这个球体是以刚体形式高速自转的，所有恒星的角速度ω相同。根据公式：离心力F＝mω^2r。可知这个球体内的恒星离心力与公转半径r成正比。随着r增加，离心力同比增加。

2、公转半径从1万光年到2.5万光年，恒星的公转速度开始下降。1到1.5万光年速度直线下降，从275千米每秒下降到258千米每秒。1.5万光年到2万光年从258千米每秒下降到251千米每秒。2到2.5万光年速度非常缓慢地下降，从251千米每秒下降到250千米每秒。后来稳定在250千米每秒上下波动。

（注意，这张速度分布图有一部分是我推测出来的。我只是在十年前看到过一张银河系恒星公转速度分布图，只记住了大概特征。现在凭记忆绘出这副图，必然会有很多误差。由于暂时找不到最新的银河系恒星公转速度的详细分布图，所以我只能使用很多自已推算出来的数据来作速度分布曲线。这些速度分布数据如果与事实有一些出入，也很正常。并不代表我的理论有问题，只是需要调整某些阶段的下降斜率与银河系恒星分布密度曲线。）

3、假设3万到5万光年区间恒星公转速度是正比例变化的。V＝k(A+r).这个函数是V＝12.5*（17+r）。

根据辐射压变化曲线推导出银河系恒星公转速度分布细节如下：

r＝1万光年，V＝275千米每秒；

r＝1.2万光年，V＝267千米每秒；

r＝1.5万光年，V＝258千米每秒；

r＝2万光年，V＝251千米每秒；

r＝2.5万光年，V＝250千米每秒；

r＝3万光年，V＝250千米每秒；

r＝3.5万光年，V＝256.25千米每秒；

r＝4万光年，V＝262.5千米每秒；

r＝4.5万光年，V＝268.75千米每秒；

r＝5万光年，V＝275千米每秒；

当r＝1万光年时，P总 ＝75625；

当r＝1.5万光年时，P总 ＝44376

当r＝2万光年时，P总 ＝31500

当r＝2.5万光年时，P总 ＝25000

当r＝3万光年时，P总 ＝20833

当r＝3.5万光年时，P总 ＝18761

当r＝4万光年时，P总 ＝17226.56

当r＝4.5万光年时，P总 ＝16050.75

当r＝5万光年时，P总 ＝15125

做成表格如下：

可以看出，要想使银河系保持稳定，P总 的下降幅度虽然可以随着r增加而不断下降，但在每一个区间下降的幅度不能超过表格中的数值。而应该与其保持一致。

因为离心力F＝辐射压力＝mP总 。恒星的质量m不变，那么离心力是P总 是成正比的。P总 的下降曲线其实就是离心力的下降曲线。所以上面这张表也是离心力的区间降幅表。

也可以用另一种方式来描述离心力的下降曲线：

这段速度曲线同天文学家的计算结果相悖。根据牛顿引力定律与开普勒定律，如果想让恒星在此达到平衡，恒星的公转速度应该是减少的。离银河中心5万光年的边缘恒星，速度至多应为150千米每秒。而根据测量，这个速度达到了275千米每秒。很难想象，如此高速下恒星能够保持平衡态。

这就是天文学家们长期以来面临的困惑。不得不引入了"暗物质"，来解决这个矛盾。

其实，这个问题是可以解决的。现在运用新的辐射压理论，看是否能得出结论，在3万光年到5万光年这个区域，银河恒星的辐射压力与离心力可以达到平衡？

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◎恒星的辐射压力随着公转半径r的增加而缓慢下降，与离心力下降斜率相同

从表格对比发现，理论计算得到的结果与实际情况基本相符。

辐射压理论要想使银河系保持稳定，就必须在公转半径增加时，恒星受到的引力不会下降得过于迅速，下降得越慢越好。基于详尽的分析，辐射压理论得出的结论与现实完全一致。

绘制出银河系所有恒星离心力随着公转半径r的变化而改变的曲线。见下图所示：

图片：银河系恒星离心力与公转半径r的函数曲线

再对比银河系恒星辐射压与公转半径r的函数曲线：

图片：银河系恒星受到辐射压P总 随公转半径r的变化曲线

离心力与辐射压力基本是同步随着r变化的。所以两个力能够始终保持平衡。可以看到，离心力与辐射压都是在半径1万光年处，也就是中心圆球体边缘处，达到最大值。然后就一直在下降。但下降的速度越来越平和缓慢。

辐射压力与离心力随着公转半径的增减而同等幅度增减。这使两个力始终保持平衡。故得到结论：银河系能维持稳定。用图形曲线来表示，两个力的随着r增加而下降的斜率始终是一样的。