爲什麼宇宙的膨脹阻止不了星系的相撞?

為什麼宇宙的膨脹阻止不了星系的相撞?

仙女座星系。

宇宙自誕生以來便一直在膨脹。而且從過去的某一時刻開始,宇宙的膨脹開始加速,原因未知。宇宙學家把責任推給了暗能量。

宇宙學家認為暗能量是空間固有的,雖然力道不大,卻是壓死駱駝的一根稻草。越過臨界點的宇宙膨脹一發而不可收拾,在暗能量的助力下,如脫韁的野馬,奔向萬劫不復的未知深淵。

在此背景下,宇宙中的一切都會加速遠離。而且總有一天,一切物質都會分崩離析。假如設想沒錯,那麼這就是宇宙的終極命運。

放眼星空,我們直觀上能夠看到的最大天體是星系。這些由千億個太陽組成的島嶼,由引力束縛在一起。比如我們的銀河系,以及仙女座星系。它們同屬漩渦星系,如同一個個發光螺旋,鑲嵌在黑色的天鵝絨背景上。

仙女座星系幾乎是夜空中肉眼可見的唯一一個河外大星系。它離我們是如此之近,而天文學家又告訴我們,仙女座星系正在向我們奔來。多年以後,它將和我們的銀河系迎頭相撞。

很明顯,仙女座星系和銀河系的距離正在縮短,它們在相互靠近,而非遠離。而這是一個令人困惑的現象。宇宙在膨脹,星系也應該會相互遠離。為什麼仙女座星系還在向我們靠近?是不是哪裡出了錯?

沒有出錯,仙女座星系確實在向我們靠近。不僅如此,宇宙中的許多星系都會互相靠近,互相影響,甚至於融合在一起,由兩個或多個小星系,變成一個大星系。

宇宙的膨脹,並沒有妨礙星系融合的發生。這是因為,星系並不是宇宙中最大的受引力束縛的天體結構。星系之間會相互影響,拉幫結派,集結成一個個星系集團。

為什麼宇宙的膨脹阻止不了星系的相撞?

阿貝爾2744星系團。

星系團(較小的稱星系群,如銀河系所在的本星系群)是宇宙中受引力束縛的最大天體結構。同屬一個星系團的星系之間是有引力關聯的,它們會互相靠近。星系的相互影響和融合過程,在星系團內屢見不鮮。

我們的銀河系和仙女座星系,以及其它多個規模不一的星系,同屬一個較小的星系集團,也就是本星系群。

本星系群是室女座超星系團的一部分。但和星系群或星系團相比,超星系團是一種鬆散的天體結構。在遙遠的未來,銀河系、仙女座星系,以及本星系群中的所有星系會融合在一起,形成一個單一的巨無霸星系。許多星系團在經歷多次星系的融合過程後,都會有相似的結局。而本星系群之外的星系,包括室女座超星系團中的其它星系,則會因無法克服宇宙的加速膨脹,而最終消失在茫茫宇宙中。它們在很長一段時間內依然存在,只是再也無法被看到。

在遙遠的未來,在這個由本星系群融合產生的超級星系中,如果產生了擁有智慧的生命形態,他們有可能會對自己所在星系之外的宇宙一無所知。

這就是在這個加速膨脹的宇宙中,仙女座星系為什麼還會向我們奔來的原因。引力和暗能量之間,進行著一場不對稱的拉鋸戰。引力在較小尺度上,在一定的時間範圍內有獲勝的概率。不過在最大尺度上,還是無法改變宇宙瓦解的最終命運。


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