太阳系其实正以每秒220公里的速度绕着银河系狂飙，这事儿我查了一晚上资料才搞明白
昨晚跟朋友吃火锅，他突然问我："你说太阳系是不是绕着银河系转的？"我筷子悬在半空，愣住了，我知道地球绕着太阳转，太阳系整体动不动？这事儿还真没仔细想过，回家翻了翻资料,发现答案比我想象的有意思多了。
先聊一个基本的直觉问题
咱们从小就知道地球绕着太阳转，这个画面很容易想象：一个火球在中间，蓝汪汪的小球沿着近乎圆形的轨道跑圈，那太阳呢？太阳在银河系里是个什么角色？
答案是：太阳带着整个太阳系家族，正在绕着银河系的中心转圈，不是静止的，不是飘着不动的，而是在做高速运动，速度有多快？大概每秒220公里，什么概念？你读完这句话的功夫，咱们已经在银河系里飞了将近一千公里，但奇怪的是你完全感觉不到，就像坐在平稳飞行的高铁里,不看窗外根本不知道自己在动。
银河系到底长什么样
要理解太阳系的运动，得先知道银河系的大致结构，银河系是一个棒旋星系，中间有一个棒状的核心结构，从两端延伸出几条螺旋状的旋臂，整个星系的直径大约10万光年，包含了2000亿到4000亿颗恒星，太阳系就位于其中一条叫猎户旋臂的内侧边缘上，距离银河系中心大约2.6万光年。
如果你能飞到银河系上方俯瞰，会看到一个巨大的旋转圆盘，中间鼓起来，周围像漩涡一样甩出几条亮闪闪的旋臂，太阳不在核心区，也不在边缘，属于银河系的"郊区"位置，这其实挺幸运的——核心区恒星密集、辐射强烈，边缘又太冷清，郊区刚刚好,适合生命慢慢演化。
| 银河系基本参数 | 数值 |
| 类型 | 棒旋星系 |
| 直径 | 约10万光年 |
| 恒星数量 | 2000亿~4000亿颗 |
| 太阳位置 | 猎户旋臂，距中心约2.6万光年 |
| 太阳绕转速度 | 约220公里/秒 |
| 绕一圈的时间 | 约2.3亿年（一个宇宙年） |
（你看这个表，我第一次知道太阳绕一圈要2.3亿年的时候，下巴都快掉了——上一次太阳在银河系里走到这个位置的时候，恐龙才刚刚开始在地球上蹦跶。）
"绕"这个字，说来简单，背后的东西不简单
太阳系的公转不是像行星轨道那样近乎正圆的椭圆，而是会在旋臂结构里上下波动，意大利天文学家布鲁克等人的数值模拟研究表明，太阳系在绕银心运行过程中，会周期性地进入和离开旋臂的高密度区域，这种穿越过程大约每几千万年发生一次,可能跟地球历史上的某些气候周期和生物大灭绝事件有关联。
行星绕恒星靠的是引力，太阳绕银心同样靠引力，只不过银河系中心的引力源不是单一的超大质量天体——虽然银心确实有一个大约400万倍太阳质量的黑洞人马座A*，但银河系总质量远大于它，太阳系感受到的引力，来自银河系中心方向所有恒星、气体、暗物质晕的共同作用，暗物质在这里扮演了重要角色，如果没有暗物质提供的额外引力，银河系外围的恒星早就被甩出去了,星系根本维持不住现在的旋转速度。
那太阳带着行星跑，行星的轨道会不会乱掉？
这个问题费曼在《费曼物理学讲义》里其实讨论过类似的思路——整体运动不影响系统内部的相对运动，打个比方：你在一列匀速行驶的火车上抛球，球该竖直上升还是竖直上升，不会因为火车在往前开就斜着飞出去，整个太阳系被引力绑定成一个整体，内部行星的轨道由太阳的引力主导,整个系统在银河系里的公转对内部行星运动的影响微乎其微。
但"微乎其微"不等于完全没有，实际上太阳系在银河系里运动时，偶尔会遇到一些扰动源：近距离掠过的其他恒星、穿越分子云、旋臂密度波的引力扰动等，这些外部因素在几十亿年的漫长岁月里积累起来，可能会慢慢改变遥远彗星云（奥尔特云）里彗星的轨道，偶尔往内太阳系扔几颗彗星过来，地球上的水,有一部分可能就是这么来的。
上下波动这件事挺有意思
前面提到太阳系会在银道面上下波动，这个运动有点像旋转木马上那个上下起伏的马——一边绕着中心转，一边上下荡，太阳系每完成一次上下震荡大约需要6000万到7000万年，有学者提出，太阳系穿过银道面最密集区域的时候，周围恒星密度增大，引力扰动增强，奥尔特云里被"踢"进内太阳系的彗星数量会明显增加，地球历史上几次大的撞击事件，时间上跟这个周期能不能对上，目前还在争论，瑞典古生物学家肖夫在2015年的论文里指出了时间上的相关性，但因果关系还没有定论——这种事情本来就很难实锤,毕竟我们没法穿越回几亿年前看个究竟。
（写到这儿我突然想到，如果有个外星文明住在银心附近的星球上，它们看到的夜空大概跟我们完全不一样——满天的星星密密麻麻，估计连"夜晚"这个概念都不存在。）
怎么知道太阳系在绕银河系转的？
人们最初意识到太阳可能在运动，是通过观察附近恒星的运动发现的，英国天文学家威廉·赫歇尔在18世纪末测量了大量恒星的自行，发现它们似乎在朝着某个方向汇聚或远离,这暗示太阳正在带着地球朝某个方向移动。
真正确定太阳系绕银心公转，是20世纪的事情，荷兰天文学家奥尔特（对，就是奥尔特云那个奥尔特）在1920年代分析了恒星的运动学数据，发现银河系存在较差自转——内圈比外圈转得快，这不是刚体旋转，更像行星绕太阳的开普勒运动，只不过因为质量分布复杂，旋转曲线不一样，太阳系正好处在其中一个轨道的平均半径上，以大约220公里每秒的速度绕着中心跑，后来射电天文学发展起来，人们通过观测中性氢的21厘米谱线，才真正勾勒出了银河系旋臂结构的大致轮廓,确认了太阳在猎户旋臂里的位置。
你有没有想过，银河系本身也在动
事情还没完，太阳绕银心转，银河系本身也在动，银河系跟仙女座星系正在互相靠近，两者组成本星系群的核心，整个本星系群又在更大的室女座超星系团里运动，超星系团还在朝着巨引源方向移动……一层套一层,宇宙里没有什么东西是真正静止的。
但回到火锅桌上朋友问的那个问题——"太阳系是绕银河系的吗"——答案是干净利落的：是的，太阳带着整个家族，正以每秒220公里的速度绕着银河系中心狂奔，绕一圈大概2.3亿年，从太阳诞生到现在，它已经绕着银心转了大约20圈，此刻你坐在家里看这篇文章，其实正以这个速度在宇宙中飞驰，感觉不到，不等于没发生，宇宙的运动藏在日常生活的每一个静止瞬间里,这事儿想想就挺浪漫。