摘要：从这张双臂螺旋星系的拟合说起。这是一张三维拟合静态图，图1是垂直俯视图。
图1、拟合的双臂螺旋星系的垂直俯视图
从这张双臂螺旋星系的拟合说起。这是一张三维拟合静态图，图1是垂直俯视图。
研究一个动态几何结构的数学拟合：
一种方法是找到其内在动力学原理，从而利用理论进行推算拟合，例如引力或四维时空方法。之后找理论推演与现实情况不符合的情况，再修改理论问题；
另一种方法就是在不明确内在动力学机制的前提下，直接“硬”拟合，如果拟合结果相对一致，再找规律，加以阐述。这种数学拟合方法的麻烦在于：拟合结果可以拟合使用，但是在解释原理的时候，可以很”不物理“，仅仅是在描述这种几何体可以存在的某些数学规律。一些前沿的理论物理假说，在没有物理验证或无法物理验证的情况下对数学模型的“硬”使用，实际是相当于第二种数学拟合方法，那么在解释的时候，可以很“不物理”。这部分内容很容易被玄学、泛神论误导或利用。
这张图就是假设不知道引力或时空弯曲概念，不采用其动力学原理，而是根据形态“硬”拟合银河系这个螺旋星系的观测结果。（拟合的python程序在文末，供参考。）
相对论之后，天文学相对于引力时期取得了一定的进展，之后便几乎停滞不前。一直在找利用相对论方法拟合存在的毛病，一直在打理论补丁，如量子引力、暗能量、暗物质等，但是能物理验证性前提下的、肯定的、且有理论升级意义的理论，暂时还没有，大多是理论物理假说。论文标题中通常必须有个”或“这种模棱两可的词。好好的”一个天“，也便基于各种假说被说得乱七八糟。这一方面说明，诸多理论假说本身可能有理论问题，待证实或证伪；另一方面，各种理论假说的不能兼容，也说明问题，因为都在试图解释同一个宇宙的现有的”可见宇宙“这部分的观察现象。
很多看似简单的天文学现象，至今并未有明确的已物理性验证的理论基础，而是基于各种理论物理假说在试探着利用各种研究方向进行探索。最明显的例子就是”大爆炸“理论假说，一直在被争议，一直在打补丁，但也一直在先对付用着。至今依然是理论物理假说，而非定论！其他还有如”宇宙空洞“、”时空引擎“、”虫洞“、”银河系的银盘末端翘曲“、”巨引源“，等等。而这些内容通常也被玄学玩的乱七八糟。
1、假定有一个质心。
2、不管是冷却坍塌形成的星系还是爆炸搞出来的星系，采用双螺旋结构进行拟合。
3、形成星系的原始物质的丰度由中心向外逐渐递减。
4、双旋臂在扩展过程中有小幅度的随机性的扰动。
通过如图1的数学拟合，这种拟合导致的数学推论可以如下：
（一）螺旋星系
1、双臂螺旋在适宜条件下可以产生单臂螺旋的整体效果，这种通常是中心质点较大的情况，且物质丰度较大。
2、棒旋星系，通常是中心质点较小的情况。先产生一段棒状，之后才是螺旋。
3、通常情况下，产生双臂螺旋星系。而螺旋的分叉，是由于双螺旋起点相差180度造成的螺旋交叉产生的随机结果。不管最终整体有多少个旋臂，都是双臂螺旋交叉造成的结果。
4、椭圆星系：旋臂动力较大导致的偏心轨道情况，或者物质丰度较大的星系。
5、棒状星系，往往是由于侧视造成的观测结果，通常也是螺旋星系。
（二）、球状星系
5、球状星系，通常无质心或质心较小忽略不计。
（三）、其他星系（不规则情况）
6、其他星系包括两个星系交叉、碰撞的过程、或者以上星系被其他引力场干扰导致的形态不规范的情况。
这样可以把所有星系简单分为三类，这与NASA的星系分类方式略有区别。
螺旋星系的质心都相对较大，且质心高速旋转，导致的结果是质心引力各向异性（也许是质心高速旋转造成的质心形状是赤道面较大或赤道面质量或密度较大）。通常南北极的引力较小，赤道面的引力较大。这导致螺旋星系都是扁平的。
螺旋星系的扁平度的决定因素：与星系质心引力的各向异性程度有关，或者说与其质量、旋转速度造成的综合结果。质心质量越大，转速越大，星系越扁平。
一方面可以是由于附近其他星系的引力造成的结果，但这种情况通常翘曲是不对称的。
而像银河系的银盘末端翘曲，是对称的，这种不是由于其他引力造成的，而是自身运动机制造成的结果。
这可参考银河系或M51星系。一般中心酷似塌陷一点点，这是由于质心引力造成的；之后逐渐隆起一些，这是双臂螺旋扩散的结果；再之后，由于物质丰度降低，螺旋切面扩散，悬臂会变薄或者内部小星系逐渐稀少。由于物质丰度以及质心引力强度的不同，扩散这部分有些星系不明显或者没有。
一、质心引力的各向异性，南北极的引力较小，赤道面的引力较大。造成的质心喷发的动力的主相差是180度。这通过观察中子星的爆发、以及黑洞的吸积面可确认这种情况。
这种相差180的动力基础，在赤道面被最终改变方向，形成在赤道面的上下震荡的螺旋臂。
二、由此产生的时空对撞机的假设
图4、时空对撞机原理图
图4是基于已观测的时空部分产生的总时空对撞机的原理图。这也是所有有实体引力中心的星系甚至星体的内在动力基础，都来自于这种时空对撞机的假设模型。这也是地球地幔之下岩浆的动态运动机制（以前文章介绍过）。时空对撞机并不高效，但宇宙最不缺的就是时间。
图2、基于向下45度角的拟合螺旋星系的俯瞰图
图3、拟合螺旋星系的水平侧视图
图2说明：基于观察角度的不同，螺旋可以看似不规范。
图3说明：这是假设螺旋星系不扁平的几何形态。这仅仅螺旋了2圈，如果螺旋8圈呢？也就看似扁平了。
由于不明确网络上星系图片的版权，因此在文章分类的部分，未引用图片，读者可以自行比对。
图1、2、3是不同角度的同一程序的结果。程序如下：（修改局部参数，可见各种螺旋星系）
import plotly.graph_objects as go
import numpy as np
def spiral_arm(center, radius, num_points=1000, arm_angle=0, expansion_factor=0.2):
theta = np.linspace(0,8 * np.pi, num_points) # 2圈螺旋
r = np.linspace(0, radius, num_points) # 螺旋的半径变化
# 基础螺旋坐标（三维同步扩展）
x = center[0] + r * np.cos(theta + arm_angle) * (1 + expansion_factor * r/radius)
y = center[1] + r * np.sin(theta + arm_angle) * (1 + expansion_factor * r/radius)
z = center[2] + r * np.sin(theta/2) * expansion_factor # z轴螺旋上升
# 逐渐减小点的密度
density = np.linspace(0.9, 0.01, num_points)
mask = np.random.rand(num_points)
# 添加随机扰动使分布更自然
x += np.random.uniform(-radius*0.05, radius*0.05, num_points)
y += np.random.uniform(-radius*0.05, radius*0.05, num_points)
z += np.random.uniform(-radius*0.02, radius*0.02, num_points)
return x[mask], y[mask], z[mask]
# 创建图形
fig = go.Figure
# 参数设置
center = [0, 0, 0]
radius = 1500
num_points = 5000 # 增加点数
expansion = 0.25 # 扩展因子
# 生成第一个螺旋臂（暖色调）
x1, y1, z1 = spiral_arm(center, radius, num_points, arm_angle=0, expansion_factor=expansion)
fig.add_trace(
go.Scatter3d(
x=x1, y=y1, z=z1,
mode='markers',
marker=dict(
size=np.linspace(8,2, len(x1)), # 外缘点更大
color=np.linspace(0.8, 1.2, len(x1)), # 颜色渐变
opacity=0.7,
colorscale='YlOrRd',
line_width=0
),
name="Spiral Arm 1"
)
)
# 生成第二个螺旋臂（冷色调）
x2, y2, z2 = spiral_arm(center, radius, num_points, arm_angle=np.pi, expansion_factor=expansion)
fig.add_trace(
go.Scatter3d(
x=x2, y=y2, z=z2,
mode='markers',
marker=dict(
size=np.linspace(8, 2, len(x2)),
color=np.linspace(0.3, 0.7, len(x2)),
opacity=0.7,
colorscale='Blues',
line_width=0
),
name="Spiral Arm 2"
)
)
# 设置图形布局
axis_range = [-2000, 2000]
fig.update_layout(
title="3D Double Spiral Galaxy with Uniform Expansion",
scene=dict(
xaxis=dict(range=axis_range, title="X", gridcolor='gray'),
yaxis=dict(range=axis_range, title="Y", gridcolor='gray'),
zaxis=dict(range=[-800, 800], title="Z"), # z轴范围适当缩小
aspectmode='cube',
camera=dict(
eye=dict(x=1.5, y=1.5, z=0.8) # 优化视角
),
bgcolor='black'
),
showlegend=True,
margin=dict(l=0, r=0, b=0, t=40),
paper_bgcolor='black',
font=dict(color='white')
)
# 添加中心核球
fig.add_trace(
go.Scatter3d(
x=[0], y=[0], z=[0],
mode='markers',
marker=dict(
size=5,
color='gold',
opacity=1,
symbol='diamond'
),
name="Galactic Core"
)
)
fig.show
来源：霹雳火000