銀河系與仙女系40億年後相撞，是迎面碰撞還是追尾？或者刮擦？

哈勃常數告訴我們，遙遠的天體都在互相遠離，為什麼銀河系和仙女星系還會相撞？難道偉大的天文學家哈勃的觀測有誤？既然銀河系和仙女星系相撞了，那麼誰告訴我們它們是迎頭撞一起還是前後追尾又或者側面刮擦，都是一個非常有趣的話題，我們來探討下。

一、所有天體都在遠離，為什麼有星系會相撞？

1、宇宙在以多快的速度膨脹？

天文學家哈勃和米爾頓·修默生在上世紀二十年代近十年的觀測，在1929年以公式化的形式發表了遙遠天體的紅移指數，這被認為是宇宙膨脹的最有效的證據！哈勃常數在發布之處的550到2013年歐空局普朗克衛星測定的67.8，歷經數十次修正與變化，因為在更先進的觀測技術以及宇宙中新的參考天體發現後，對哈勃常數進行了修正，最終確定的數字大約在65-75之間！不過到限制為止，依然沒有一個精確的數字，因為各種技術測量的結果仍然有些許差異！

但在大多數案例中，選用的哈勃常數一般都普朗克衛星的觀測數據：67.8千米/秒/百萬秒差距，這個含義是宇宙在每隔百萬秒差距（326萬光年）的距離上膨脹速度增加67.8千米/秒。

2、在宇宙膨脹的背景下，銀河系與仙女星系遠離速度是多少？

仙女星系和銀河系是本星系群是前兩大星系，兩者相距254萬光年，仙女星系的直徑為22萬光年，銀河系直徑為10萬光年（後修正為20萬光年）！

但大家都知道，銀河系和仙女星系正以110千米/秒的速度在靠近，預計約在40億年後碰撞，這幾乎是大家的共識！

當然這並不影響宇宙膨脹在銀河系與仙女星系之間廣袤的宇宙中發生，根據哈勃常數，我們計算得宇宙在254萬光年內的膨脹速度約為：52.826千米/秒，簡單的說假如沒有宇宙膨脹，銀河系與仙女星系接近的速度將會提高至162.826千米/秒，如果在這個速度下，那麼兩者相撞的時間將會提前到28億年以後！

二、銀河系和仙女星系是迎頭碰撞還是追尾，又或者是刮擦？

天文學家研究了2018年4月份蓋亞發布的第二套數據，結合了HST（哈勃空間望遠鏡）以及VLBI（甚長基線干涉陣列）兩者對本星系群的觀測與測量，試圖在仙女星座和三角星系與銀河系三個本星系群中最大的三個個體的運動方式！

在測量了M31(仙女星系)精確的自轉以及速度後（如果沒有蓋亞，也許要100年數據積累），天文學家確定了三個星系在宇宙三維空間中的運動方式，並且計算出了數十億年後三個星系的運動軌跡！確定了三角座星系不可能被仙女星系吞沒，也不會一直圍繞仙女星系公轉，它會一個怪異的軌道從仙女星系外側廣袤空間繞過，前往銀河系當前位置的後方！如下圖：

從天文學家分析的結果來看，仙女星系和銀河系的運動方式與早先軌跡的有些差異，至少它們不會迎頭相撞，而是會以側面的方式發生刮擦，隨後兩者相互環繞，經歷一個極其複雜的合併模式之後，最終可能形成一個巨大的橢圓星系！

上圖是銀河系與仙女星系合併的過程，整個過程大約需要20-30億年。

將數十億年的合併過程用幾秒的GIF展現出來！

三、星系相撞，地球能倖存下來嗎？

在印象中，天體相撞總是伴隨著天文數字般的能量釋放，比如白矮星相撞，或者中子星相撞，甚至是黑洞合併等，後兩者還是引力波觀測的重要目標，但星系碰撞從來都只會靜悄悄的發生，因為恆星之間的距離實在太遠了，比如距離太陽最近的恆星也有4.22光年，即使銀心核球處，恆星之間的平均距離也達到了1000AU，也就是1500億千米以上！因此星系合併過程中的，星系內的絕大多數成員是非常安全的，我們唯一要擔心的可能是仙女星系和銀河系中心的黑洞合併，它也許會發出強烈的伽瑪射線暴，繼而影響整個星系！

這些形狀怪異的星系正在合併中，不要驚訝，並不會發生什麼特別的情況，一切都在靜悄悄的過程中發生！

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