宇宙超光速膨脹，為何銀河會(huì)與仙女星系相撞？

宇宙膨脹與銀河系與仙女星系相撞的疑問

伴隨著人類對(duì)宇宙的探索，越來越多的宇宙現(xiàn)象引起了人們的關(guān)注和研究。在我們的生活中，我們經(jīng)�？梢月牭�宇宙膨脹的說法，即宇宙以超光速的速度不斷地膨脹著。但是，如果宇宙以這樣的速度膨脹，為什么還會(huì)出現(xiàn)銀河系和仙女星系相撞的現(xiàn)象呢？這似乎與我們之前的認(rèn)知有些不符。本文將探究這一問題，并嘗試解答這一疑惑。

所謂“宇宙超光速膨脹”其實(shí)并不嚴(yán)謹(jǐn)

在講述銀河系和仙女星系相撞前，我們先來梳理一下關(guān)于宇宙膨脹的說法。所謂“宇宙超光速膨脹”，其實(shí)并不太嚴(yán)謹(jǐn)。我們可以把宇宙想象成一個(gè)巨大的球體，里面布滿了無數(shù)的星系。宇宙的膨脹速度其實(shí)是指星系之間的相對(duì)速度，它可以是超光速的，也可以是慢于光速的。當(dāng)宇宙中兩個(gè)點(diǎn)之間的距離達(dá)到一定的程度時(shí)，這兩個(gè)點(diǎn)因?yàn)?strong>宇宙膨脹而相互遠(yuǎn)離的速度可以超過光速。這就好比在一條無限長(zhǎng)的標(biāo)尺上，兩個(gè)點(diǎn)之間的距離越大，它們之間的距離增加速度就越快。因此，對(duì)于宇宙中兩個(gè)星系之間的距離而言，如果距離越遠(yuǎn)，其相對(duì)速度就越高。這種現(xiàn)象被稱作哈勃流，其遠(yuǎn)離速度與距離成正比關(guān)系。

哈勃常數(shù)：衡量宇宙膨脹速度的重要指標(biāo)

哈勃常數(shù)被廣泛認(rèn)為是衡量宇宙膨脹速度的重要指標(biāo)。通過觀測(cè)和測(cè)量，天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)，在距離地球1億光年的地方，星系之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度差不多是每秒400公里。換句話說，每秒1光年的距離中，星系之間的距離增加400公里。在這個(gè)速度下，我們可以想象得到，50億光年的距離對(duì)于宇宙來說其實(shí)并不算遠(yuǎn)。而從實(shí)際測(cè)量數(shù)據(jù)出發(fā)，我們知道，對(duì)于宇宙空間中的兩個(gè)點(diǎn)而言，它們之間的距離每增加1百萬秒差距（約為326萬光年），其相互遠(yuǎn)離的速度就會(huì)增加67.80（±0.77）公里/秒，這也被稱為“哈勃常數(shù)”。然而，這并不代表兩個(gè)距離為1百萬秒差距的星系之間的相對(duì)速度就是67.80（±0.77）公里/秒。這一速度只是在星系之間的距離達(dá)到1百萬秒差距時(shí)，距離的增加速度，而真實(shí)的速度還須考慮其他條件如引力等的影響。

星系運(yùn)動(dòng)的兩種因素：本動(dòng)與哈勃流

除了通過“哈勃流”對(duì)宇宙膨脹速度進(jìn)行測(cè)量之外，星系的引力也是影響星系運(yùn)動(dòng)的重要因素。一般來說，星系之間相互引力是恒定的，但是具體表現(xiàn)會(huì)受到相對(duì)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的影響。在天文學(xué)中，對(duì)于星系的相互運(yùn)動(dòng)而言，會(huì)有本動(dòng)的存在。本動(dòng)是指星系以自身旋轉(zhuǎn)或者自由飛行等方式相對(duì)于宇宙運(yùn)動(dòng)，與哈勃流不同的是，本動(dòng)的速度與距離成反比例關(guān)系，即距離越近，相互的運(yùn)動(dòng)速度就越快。這也意味著，兩個(gè)距離較近的星系之間，其相對(duì)運(yùn)動(dòng)受到的哈勃流的影響就比較小，而相互吸引的引力就會(huì)產(chǎn)生一定的作用，也就是說兩個(gè)星系之間的距離會(huì)不斷縮小。當(dāng)然這縮小的速度一定要受到宇宙膨脹速度的影響，這就給了兩個(gè)星系之間的運(yùn)動(dòng)帶來了復(fù)雜性，需要我們分析和研究。

為什么銀河系和仙女星系會(huì)相撞？

回歸到文章開頭的問題：銀河系和仙女星系會(huì)相撞的原因是什么？我們回歸上面所提到的本動(dòng)和哈勃流的影響，可以這樣來解釋。根據(jù)之前的介紹，我們知道銀河系和仙女星系之間的距離約為254萬光年，其距離相對(duì)于宇宙尺度而言還是比較近的，因此它們之間的相互吸引作用比哈勃流的影響更為顯著，并且它們之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)又處于向心的狀態(tài)，導(dǎo)致兩個(gè)星系相向而行，距離不斷縮小，并最終相撞。

通過上述對(duì)于銀河系和仙女星系相撞的原因進(jìn)行分析，我們可以得到一個(gè)更加全面清晰的認(rèn)識(shí)。宇宙的膨脹速度主要通過哈勃流來衡量，而對(duì)于星系之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，除了哈勃流的影響之外，還有本動(dòng)這個(gè)因素的存在。在這種情況下，當(dāng)兩個(gè)距離較近的星系相向而行時(shí)，由于相互作用的結(jié)果，兩個(gè)星系之間存在的引力會(huì)超過哈勃流的影響，使得它們不斷地相向而行，并且最終相撞。整個(gè)宇宙的運(yùn)動(dòng)規(guī)律十分復(fù)雜，但是只要我們能夠認(rèn)真的學(xué)習(xí)和探究，就一定能夠獲得更加深入的理解。