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碰撞已經開始!16萬光年外的大麥哲倫星系,會融入銀河系?

1929年,埃德溫.哈勃發(fā)現(xiàn)了宇宙膨脹現(xiàn)象

從此宇宙模型變成了一個正在被吹起的氣球,或者一個正在烤箱中膨脹的面包。但在真實的宇宙中,膨脹是引力和暗能量共同作用下的結果,單純把宇宙想象成一個加速膨脹的氣球是不對的,至少太陽系中的天體距離并沒有因為宇宙膨脹而變大。

而且在膨脹的宇宙中,像銀河系這種體量的星系彼此還經常發(fā)生碰撞融合,現(xiàn)在就有研究表明我們的銀河系就是由若干個小星系碰撞融合而成的,而且在37.5億年后,此刻還位于250萬光年外的仙女座星系就會從側面撞上銀河系,兩者將融合成一個新的大星系。

但問題來了,為什么在不斷膨脹的宇宙中,星系之間還會發(fā)生碰撞融合呢?它們不是應該彼此相距越來越遠才對嗎?

想要了解這個問題背后的答案,我們首先就要摒棄所謂的氣球模型和面包模型,因為氣球和面包上的點都是固定不動的,距離全靠膨脹本身來決定,而真實的宇宙是一個被萬有引力支配并影響的時空,時空中的星系們自然也都受到萬有引力定律的作用。

根據(jù)牛頓萬有引力

在宇宙中質量小的天體總會被質量大的天體吸引,這樣一來要么它倆相撞,要么小質量天體成為大質量天體的衛(wèi)星,比如地球和月球,地球和太陽,都屬于質量不同造就的從屬關系,但這種關系只是宇宙中的“小關系”,在它們之上還有星系與星系,星系團與星系團之間的“大關系”

在宇宙四大基本作用力中,引力雖然是影響宇宙的一種力,但它的強度卻是最弱的,你拿磁鐵從地面上吸起一根針這個過程,表明的就是地球這么大質量天體的引力強度,還不如一小塊磁鐵這一事實。

雖然引力強度很弱,但在宇宙中還有一種力比引力更弱,那就是“宇宙膨脹之力”,或者說“哈勃常數(shù)”,目前的哈勃常數(shù)是67.80±0.77(km/s)/Mpc,翻譯過來就是每隔326萬光年,宇宙膨脹的速度就會增加67.8km/s,而由于太陽系的直徑僅兩光年,銀河系的直徑也才10萬到20萬光年,所以宇宙膨脹之力在它們身上并不顯著,強度也遠不如讓太陽系和銀河系繼續(xù)凝聚存在的引力,這也是為什么在膨脹的宇宙中,銀河系和太陽系不會分崩離析的直接原因。

在本星系群的仙女座星系和銀河系相撞之前,銀河系的衛(wèi)星星系,大小麥哲倫星系便會在20億年后撞上銀河系,之后再過17.5億年,仙女座星系也會并入這個不規(guī)則星系中,考慮到宇宙膨脹的速度和光速限制,屆時這個不規(guī)則的“銀河仙女座”星系內如果還有初級文明,那么它們將認為整個宇宙只有自己這一個星系。

發(fā)表在《自然·天文學》上的論文已經證明

大麥哲倫星系已經開始影響銀河系了,而之所以能這么早就對銀河系施加影響,在于我們的宇宙除了普通物質外,還存在數(shù)倍于普通物質的暗物質,它們也會對其他物質施加引力影響,目前銀河系邊緣的氣體和塵埃就正在被大麥哲倫星系外圍的暗物質拉扯。

那么20億年后,大麥哲倫星系和銀河系的碰撞將迎來什么結果呢?

首先肯定不會和仙女座碰撞一樣,因為仙女座和銀河系是同等量級的棒旋星系,而大麥哲倫星系只是銀河系的附屬衛(wèi)星星系,體積質量都遠不如銀河系,所以未來兩個星系的碰撞融合,銀河系的基本結構將維持不變,而大麥哲倫星系則會在銀河系的引力影響下分崩離析,化整為零融入銀河系本身。

事實上自哈勃望遠鏡升空之后,天文學家已經在宇宙中目睹了太多星系碰撞事件,對于未來發(fā)生在銀河系的碰撞他們也見怪不怪了。

根據(jù)已知的星系碰撞案例來推演,未來銀河系與其他星系發(fā)生碰撞融合后,兩個星系內的黑洞和中子星這些質量引力極大的天體也會發(fā)生碰撞融合,屆時如果地球上還存在人類的話,我們將看到夜晚像白天一樣明亮,甚至比白天更璀璨,因為夜空中的超新星爆發(fā)事件將迎來一個高峰期,兩個星系的塵埃星云們也會迅速產出恒星,讓這個新形成的星系成為一個“星爆星系”

除了超新星和新生恒星爆發(fā)式增長外,銀河系中心的超大質量黑洞與麥哲倫星系和仙女座中心的超大質量黑洞,也會在未來的碰撞中融合,形成新的超大質量黑洞,屆時黑洞噴流也將前所未有般強大,如果黑洞噴流掃過太陽系的話,太陽系生命就會像被紫外線殺滅的細菌一樣,瞬間在宇宙中消失。

總體而言,雖然星系碰撞是宇宙中發(fā)生頻率較高的事件,但對于兩個星系內的智慧生命來說,每一次碰撞都關乎到文明的存亡。

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