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“把科学带回家” 供给
行将进入顶峰拥堵路段
撰文 | 犀牛
最近各地连续复工，马路上也康复了往日的繁忙，而昨天上午的北京已重现早顶峰拥堵：
@新京报
亲热又无法的堵车，又回来了。不过最气人的是，有时路上并没有发作事端，也会不可思议的堵车，这便是传说中的“鬼魂堵车”。堵车的源头就像看不见的鬼魂相同让人们捉摸不透。
正如魔鬼藏在细节中，堵车的鬼魂也藏在细节之中。当路上的车辆趋近饱满时，司机一个小小的动作或许就埋下了危险，比方刹车略微有点急，或许与前车车距有点近，等等；即便这些都没有，鬼魂堵车仍是有或许发作。
由于司机都是人，前后车的速度总会有细小的不同，这些不同在车流的传递中不断堆集扩大，导致某一处的车辆密度渐渐的变大，终究构成拥堵。而拥堵的方位像波相同在车流中传递，正如下图模仿的景象。
鬼魂堵车模仿动画 | Benjamin Seibold
像这样“堵车波”的速度一般比车速要慢，所以车辆总会脱节拥堵的区域。
而咱们的太阳也身陷银河系的“堵车波”中，却没能脱节那片星海的拥堵路段。这片拥堵区域，有别的一个咱们相对了解的姓名——银河系旋臂。
太阳系在银河系中的方位
银河系中那一条条耀眼的光弧，便是它的旋臂。银河系共有4条首要旋臂，太阳系在挨近银河系边际的一条小旋臂内。
咱们本来以为星系旋臂的姿态 | Wiki
这些盘状星系为何大多都有旋臂这样的结构？1960年曾经，科学家一向没搞清楚这样的一个问题的答案。依据其时的地理观测，挨近银河系中心的恒星绕银心一周所用的时刻，比挨近边际的恒星更短，那就从另一方面代表着，跟着恒星的移动旋臂的形状不能安稳存在。
按照观测成果，旋臂不能安稳存在| Wiki
在其时闻名天体物理学家本特 斯特龙根（Bengt Stromgren）安排的会议中，科学家再次评论了这个疑问。而在场的一位闻名使用数学家被这样的一个问题招引，并在会后决议，将研讨重心转向这一问题。这位便是闻名的华人科学家林家翘。
林家翘从小学习优异，一路走来身边都是大师，清华时物理教师是周培源，在加州理工攻读博士时师从空气动力学家冯 卡门，此外林家翘还和冯 诺依曼合作过……当然，当他决议转向研讨天体物理方向时，他也现已是使用数学的大师了。
徐遐生与林家两家 | Notices of the ICCM
他受前人的启示，以为旋臂并不是固定恒星组成的结构，而是一组波。他很快组建了团队着手研讨工作，在1962年又吸纳了一位19岁的麻省理工学院本科生从事研讨工作，由于他的优异体现，林家翘开端辅导这位本科生进行旋臂构成的研讨。这位本科生便是后来闻名天体物理学家徐遐生。
在1964年，他们就宣布了密度波理论的论文，用以解说漩涡星系旋臂的构成。环绕银河系滚动的恒星的轨迹大多都是椭圆形的，而各个轨迹的方向并不是相同的，当轨迹方向发作必定改变，如下图中所示，就构成了螺旋臂的作用。
Wiki
正如前面所述，组成旋臂的恒星并不是固定的，是有出有进的。当恒星走进旋臂区域时，由于这儿恒星密布、引力加强，进来的恒星速度会减慢，就像在路上开车被别车，司机不得不减速相同；当恒星走出旋臂区域时，速度就会加速。虽然恒星在旋臂区域进进出出，但星系全体一向维持着旋臂的图画。
密度波理论解说的旋臂状况| Wiki
是不是和鬼魂堵车的波千篇一律？并且是串联加强版的鬼魂堵车。
虽然密度波理论在细节上依然存在必定的不确定性，但现已得到了许多观测和模仿的支撑。在形状相似的土星环中，卡西尼号探测器就拍到了密度波。
土星环中的密度波 | NASA
已然恒星会穿过旋臂，为什么唯一太阳走不出旋臂这个“拥堵带”？
由于太阳公转轨迹挨近圆形，并且公转速度和旋臂的速度共同，所以太阳才没有穿越旋臂、在旋臂间忽快忽慢得奔驰。要知道旋臂如此耀眼是由于其内部极端阴险，集合着很多的超新星以及能打乱太阳系的辐射等等。并且太阳所在方位，和银河系其他方位比较，也不算太拥堵，和周围天体的“车距”也较远。因此地球才干取得相对安稳的环境，然后诞生生命。
巧的是，麻省理工学院上一年的一项研讨标明，操控好前后车距，让车尽或许坚持在前后车的中心方位，可以缓解鬼魂堵车。所以，
间隔，发生美。
无标示图片来自网络。
