碰撞已經(jīng)開始16萬光年外的大麥哲倫星系(會(huì)融入銀河系)
薄涼少年
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(gè)正在被吹起的氣球,或者一個(gè)正在烤箱中膨脹的面包。但在真實(shí)的宇宙中,膨脹是引力和暗能量共同作用下的結(jié)果,單純把宇宙想象成一個(gè)加速膨脹的氣球是不對(duì)的,至少太陽(yáng)系中的天體距離并沒有因?yàn)橛钪媾蛎浂兇蟆?/p>
而且在膨脹的宇宙中,像銀河系這種體量的星系彼此還經(jīng)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(gè)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(huì)從側(cè)面撞上銀河系,兩者將融合成一個(gè)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(huì)發(fā)生碰撞融合呢?它們不是應(yīng)該彼此相距越來越遠(yuǎn)才對(duì)嗎?
想要了解這個(gè)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?yàn)闅馇蚝兔姘系狞c(diǎn)都是固定不動(dòng)的,距離全靠膨脹本身來決定,而真實(shí)的宇宙是一個(gè)被萬有引力支配并影響的時(shí)空,時(shí)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(zhì)量小的天體總會(huì)被質(zhì)量大的天體吸引,這樣一來要么它倆相撞,要么小質(zhì)量天體成為大質(zhì)量天體的衛(wèi)星,比如地球和月球,地球和太陽(yáng),都屬于質(zhì)量不同造就的從屬關(guān)系,但這種關(guān)系只是宇宙中的“小關(guān)系”,在它們之上還有星系與星系,星系團(tuán)與星系團(tuán)之間的“大關(guān)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(qiáng)度卻是最弱的,你拿磁鐵從地面上吸起一根針這個(gè)過程,表明的就是地球這么大質(zhì)量天體的引力強(qiáng)度,還不如一小塊磁鐵這一事實(shí)。
雖然引力強(qiáng)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(huì)增加67.8km/s,而由于太陽(yáng)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(qiáng)度也遠(yuǎn)不如讓太陽(yáng)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(yáng)系不會(huì)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(huì)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(huì)并入這個(gè)不規(guī)則星系中,考慮到宇宙膨脹的速度和光速限制,屆時(shí)這個(gè)不規(guī)則的“銀河仙女座”星系內(nèi)如果還有初級(jí)文明,那么它們將認(rèn)為整個(gè)宇宙只有自己這一個(gè)星系。
發(fā)表在《自然·天文學(xué)》上的論文已經(jīng)證明
大麥哲倫星系已經(jīng)開始影響銀河系了,而之所以能這么早就對(duì)銀河系施加影響,在于我們的宇宙除了普通物質(zhì)外,還存在數(shù)倍于普通物質(zhì)的暗物質(zhì),它們也會(huì)對(duì)其他物質(zhì)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(zhì)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(jié)果呢?
首先肯定不會(huì)和仙女座碰撞一樣,因?yàn)橄膳豌y河系是同等量級(jí)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(zhì)量都遠(yuǎn)不如銀河系,所以未來兩個(gè)星系的碰撞融合,銀河系的基本結(jié)構(gòu)將維持不變,而大麥哲倫星系則會(huì)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(shí)上自哈勃望遠(yuǎn)鏡升空之后,天文學(xué)家已經(jīng)在宇宙中目睹了太多星系碰撞事件,對(duì)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(gè)星系內(nèi)的黑洞和中子星這些質(zhì)量引力極大的天體也會(huì)發(fā)生碰撞融合,屆時(shí)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?yàn)橐箍罩械某滦潜l(fā)事件將迎來一個(gè)高峰期,兩個(gè)星系的塵埃星云們也會(huì)迅速產(chǎn)出恒星,讓這個(gè)新形成的星系成為一個(gè)“星爆星系” 除了超新星和新生恒星爆發(fā)式增長(zhǎng)外,銀河系中心的超大質(zhì)量黑洞與麥哲倫星系和仙女座中心的超大質(zhì)量黑洞,也會(huì)在未來的碰撞中融合,形成新的超大質(zhì)量黑洞,屆時(shí)黑洞噴流也將前所未有般強(qiáng)大,如果黑洞噴流掃過太陽(yáng)系的話,太陽(yáng)系生命就會(huì)像被紫外線殺滅的細(xì)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(duì)于兩個(gè)星系內(nèi)的智慧生命來說,每一次碰撞都關(guān)乎到文明的存亡。