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既然宇宙在膨脹,那為什麼銀河系和仙女系在未來還會發生碰撞?科學家:因為引力!

在星系團這種尺度下,星系之間的強大引力作用可以避免空間膨脹把星系互相推離,所以銀河系在未來會和仙女座星系碰撞。同樣地,像銀河系、太陽系等小尺度結構在引力的作用下也能保持穩定。

宇宙的膨脹不同於我們在平時生活中所接觸到的情況,這背後的本質是整個空間在不斷均勻產生。對於距離較近的物體,空間增多的效應對它們之間的距離不會起到決定性的作用。但對於相距遙遠的物體,空間增多的效應將會變得非常明顯,因為距離很遠,空間在單位時間內會產生很多,這種效應一旦疊加起來就會產生決定性的作用,從而導致兩個距離十分遙遠的物體互相高速退行。

關於宇宙的膨脹,可以用如下的例子來做說明。在一條路上,經過1秒之後,這條路的每1米膨脹為2米,那麼,膨脹前距離1米的物體在膨脹後相距2米,所以因為道路膨脹而導致的退行速度為1米/秒;如果膨脹前相距100米,則退行速度達到100米/秒;如果膨脹前相距30萬千米,則退行速度達到30萬千米/秒。因此,如果兩個物體之間的距離較近,它們在路上的運動速度可以超過那段道路的膨脹速度,它們最終就會相遇。但如果兩個物體之間的距離太遠,導致退行速度超過光速,它們就不可能會再相遇。同樣的道理,由於銀河系和仙女座星系距離較近,它們之間的引力會把彼此吸引到一起。

而我們想像一下這個場景:有一隻氣球,這隻氣球的體積在不斷膨脹。而在氣球內部,放養了很多隻蜜蜂。這些蜜蜂紛紛的飛起來,它們互相之間發生了碰撞,就如同銀河系這樣的星系一樣,會和其它星系在未來發生接觸。而這個氣球的體積是不斷膨脹的,隨著它的體積越來越大 這些氣球之中的蜜蜂們,它們雖然還可能發生碰撞,但是這種概率會越來越少。總有一天,氣球會膨脹到非常驚人的體積,而蜜蜂之間基本上不會再發生接觸。如果把蜜蜂=星系,氣球等於宇宙空間,你就很容易理解了。

當然,這個比喻有一點瑕疵,比如蜜蜂是無目的的隨意飛舞,而宇宙星系的運動是遵循物理規律的,是可以計算出規定的。星系的運行軌道,是由於萬有引力的操縱。銀河系和其它星系會發生接觸,就是因為萬有引力的控制。當宇宙空間由於膨脹而越來越空曠,萬有引力的效力會越來越小,這樣總有一天,星系之間會不再發生接觸。而宇宙空間的膨脹,這是已經觀測確認的科學事實,目前看是不會改變的。

PS:未經同意不得轉載(圖片來源網路)


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