“宇宙一直在膨胀,其膨胀速度甚至可以超过光速”,这是一种常见的说法,而根据天文学家的观测,银河系的“邻居”——仙女座星系,正在向我们冲过来,预计在大约37.5亿年之后,它就会撞上银河系。
所以就有人提出了一个问题:如果说宇宙在以超光速膨胀,为什么银河系和仙女座星系还会相撞呢?
首先要讲的是,“宇宙在以超光速膨胀”这种说法其实并不严谨,准确的说法应该是:当宇宙中两个点之间的距离达到一定的程度时,这两个点因为宇宙膨胀而相互远离的速度可以超过光速。为了说明这种现象,我们不妨来举个简单的例子。
现在我们有一把尺子,假设它因为某种机制发生了均匀的膨胀,在1秒钟之后,它膨胀成了原来的2倍(如下图所示)。
在这种情况下,尺子上的刻度会因为尺子的膨胀而相互远离,因为膨胀是均匀的,所以对于尺子上的每一个刻度而言,它与相邻的刻度相互远离的速度都是1毫米/秒。
可以看到,这种相互远离的速度会随着距离的增加而增加,具体表现为,对于尺子上的两个点而言,它们的距离每增加1毫米,其相互远离的速度就会增加1毫米/秒,比如说“0”和“1”的距离为10毫米,所以它们相互远离的速度就是每秒钟10毫米,而“0”和“5”相互远离的速度就成了每秒钟50毫米。
所以我们不难推测出,假如这把尺子原来的长度超过了299792458米,那么它的两端因为这种膨胀而相互远离的速度就超光速了(注:真空中的光速为299792458米/秒)。
同样的道理,宇宙的膨胀也是均匀的,观测数据显示,对于宇宙空间中的两个点而言,它们之间的距离每增加1百万秒差距(约为326万光年),其相互远离的速度就会增加67.80(±0.77)公里/秒,这也被称为“哈勃常数”。
据此我们就可以计算出,当宇宙中两个星系之间的距离超过了大约144亿光年的时候,它们因为宇宙膨胀而相互远离的速度就会超光速。
然而银河系和仙女座星系之间的距离“只有”大约254万光年,我们根据“哈勃常数”可以计算出,它们之间因为宇宙膨胀而相互远离的速度约为53公里/秒,这根本就谈不上超光速。
那么问题来了,虽然这种速度远低于光速,但是这也表明了银河系和仙女座星系确实在相互远离,那为什么银河系还会撞上仙女座星系呢?我们接着看。
在天文学中,星系之间因为宇宙膨胀而相互远离的现象被称为“哈勃流”,除了“哈勃流”的影响之外,星系还有其他的运动,这被称为“本动”,因为银河系和仙女座星系之间存在着引力,所以它们的“本动”就具备了让它们相互接近的速度。
我们知道,引力的大小与距离的平方是反比例关系,两个星系离得越近,它们之间的引力就越大,而通过前面的介绍可知,两个星系之间的距离越近,其受到“哈勃流”的影响就越小,所以在距离较近的情况下,引力的影响就可以占到优势。
实际上,银河系和仙女座星系的相对运动可以简单地描述为:在“哈勃流”的影响下,银河系和仙女座星系确实存在一个相互远离的速度,然而在引力的作用下,这两个星系的“本动”却又造成了它们具备一个相互接近的速度。
由于距离较近,因此在这场较量中,“哈勃流”的影响就比“本动”小,从而造成银河系和仙女座星系“相互远离的速度”低于“相互接近的速度”,如此一来,它们之间的距离就会不断缩小,并最终撞在一起。
好了,今天我们就先讲到这里,欢迎大家关注我们,我们下次再见。
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宇宙在膨胀,仙女座星系却还是会撞上银河系,这是为什么?
20世纪20年代,美国天文学家埃德温-哈勃通过胡克太空望远镜发现,宇宙中的大多数星系都在远离我们,天体的光谱无一例外地朝着长红端移动,这说明我们的宇宙正在膨胀。银河系的红移是由宇宙时空本身的膨胀引起的,远离银河系大多是由于空间之间的膨胀率大于引力的作用,最新的哈勃常数表明,每当空间距离增加326万光年,
银河系的退行率就会增加70公里/秒,所以银河系在140光年的退行率已经达到光速。物质是在运动中变化的,比如在一个运动场地,场地没有变化,但场内的人却在不断运动中变化。或者说我们的地球。地球在变大吗?有一件事可以证明,地球正在变小。因为人们的贪婪、欲望和自私无条件地挖掘和伤害地球,地球会越来越小,这是一个不争的事实。
因为仙女座距离银河系只有240万光年,宇宙膨胀使仙女座以每秒只有54公里的速度后退。这速度还不足以克服银河系和仙女座之间的引力,所以仙女座仍能以每秒110公里的速度靠近我们。根据现有的科学研究结果,距离越远,暗能量的影响越明显,空间膨胀越快,在一定范围内,距离越近,引力越强。虽然仙女座距离银河系有250万光年,但相对于宇宙的大小来说,这仍然是一个非常近的距离。在这种情况下,引力比暗能量更强,所以仙女座和银河系越来越近。
但是随着这么多星系远离我们,仙女座的光谱沿着蓝色一端移动,这意味着它离我们越来越近。那么,如果宇宙在膨胀,为什么仙女座会在40亿年后与银河系相撞?科学家指出,顺便说一句,我们可以通过星谱的多普勒效应来测量仙女座星系相对于银河系的径向速度,但却无法测量仙女座的横向速度,即仙女座本身的运行速度,所以,在遥远的未来,这两个星系也有可能错过,大家不必过于担心。
宇宙膨胀速度超光速, 银河系和仙女系咋还会相撞?
宇宙大爆炸学说已经被科学界普遍接受,该学说认为宇宙起源于一点,这一点发生了大爆炸,才产生了今天的宇宙,并且宇宙直到现在仍在膨胀中,速度还非常快,天文学家说是超过光速的,因为宇宙虽然有137亿年的年龄,但是宇宙的直径已经达到了460亿光年,这说明膨胀速度的确是超过光速的,不然宇宙的直径应该是274亿光年,那么既然宇宙在快速膨胀,就肯定会导致星系之间的距离会越来越远,为什么科学家还说银河系和仙女座星系之后会相撞呢?这个其实是不矛盾的,因为宇宙爆炸后的膨胀,银河系和仙女座星系都在爆炸后的暗能量推动之下向外飞跑,所以膨胀并不是只在这两个星系之间进行,就好像我们吹一个气球,气球上的两个点之间会由于我们不断的吹动使距离变得越来越远,但由于银河系和仙女座星系就像相邻的两个点,所以即使宇宙在膨胀中,它们的距离并不会变得特别大。
那么它们为什么还会相撞呢?我们再打一个这样的比方:先把银河系和仙女座星系想象成这一条路上同向行驶的两辆车,这两辆车的速度一样,但是由于宇宙的膨胀,这条路越往前走路越宽,那么这两辆车在行驶中时,它们之间的距离也就在变宽,不过变宽的幅度是很小的,按道理讲它俩是不会撞在一起的,但是这两个庞然大物却被发现正在相互靠近,原因可能是它们之间的引力作用,所以两者又在相互拉近,按这种趋势进行下去,两者最终就会撞在一起。
宇宙的膨胀是一个极大空间上的事件,是关于整个宇宙的膨胀,这个幅度在460亿光年上。银河系和仙女座星系虽然有260万光年的距离,但是宇宙膨胀在它们之间造成的距离变大的幅度还是很小的,所以它们是能相互靠近的,天文学家预估它们将于30到50亿年之后相撞。
届时,这两大星系将重新组合,最终合并成一个星系,但是由于仙女座星系比银河系大了一倍,而仙女座中心黑洞的质量达到了一亿个太阳质量,银河系中心黑洞的质量才400万个太阳,相比之下,仙女座中心黑洞的质量大得多,所以两者的合并会以仙女座星系为主,合并到最后,也可以说是仙女座星系吃掉了银河系。
这可是巨型星系大碰撞的事件呀,要知道银河系有1500亿颗恒星,而仙女座星系有3000亿颗恒星,如此庞大规模的相撞会引发什么?会不会有无数颗恒星相撞?如果人类能活到那个时候的话,会看到什么样的惊天景象呢?结果可能会让你很失望,因为有科学家进行过专业的精密计算,发现到时候两大星系中可能连一个相撞的恒星都没有,就是恒星间相撞的几率为零,这是因为恒星虽然个头很大,直径在十万到十亿公里之间,但是相对于恒星间动辄多少光年的距离还是太小了,所以恒星大都会在相互的距离之间穿过,直接相撞的可能性几乎没有。
那么届时的太阳系和地球会受到影响吗?其实一切并没有多大的变化,可能天空中的星星会多一些,仅此而已。
也许有的人不相信这种说法,其实现在的银河系也正在吞并半人马座矮星系,已经吞并了上千万年,并没有发生恒星相撞的事件,我们在地球上也是浑然不知,所以银河系和仙女座星系的相撞,对太阳系造成破坏性的影响可能性是很小的。
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