「仙女」居然是來自宇宙深處的不速之客!她真會與銀河系相遇嗎?

2020-09-18 王江火

宇宙如果真的是來源於一次大爆炸,那麼宇宙在初中期的星系碰撞就應該是很普遍的,這是因為爆炸是一種隨機性很強的不規則事件。但宇宙迄今為止已經138億歲了,此時的宇宙已經十分成熟,基於宇宙初期的一次大爆發,宇宙目前應該處於穩恆膨脹狀態, 此時的星系和恆星等各種天體之間應該彼此遠離、距離越來越大,這才是一種常態,星系碰撞的情況應該越來越少了。各種觀測也都證明了這一點,宇宙所有的天體幾乎都處於相互遠離的紅移膨脹狀態,何以到今天還會發生星系碰撞?有研究表明,這種碰撞居然還將要發生在我們所在的本星系群的兩個最大星系——銀河系及近鄰仙女系身上,這是可能的嗎?


宇宙大爆炸

觀測證明,仙女系正在處於宇宙為數極少的藍移狀態!這不能不引起我們的重視和思考,先讓我們了解一下仙女座星系和銀河系吧!


本星系群·

本星系群(Local Group of Galaxies),是指銀河系和相鄰仙女星系、麥哲倫星雲等50個星系組成了一個規模較小的集團,全部星系覆蓋一塊直徑大約1000萬光年的區域。本星系群是一個典型的疏散星系團,沒有明顯的向中心聚集的趨勢。銀河系和仙女星系是本星系群成員星系中最大的兩個,它們大體上位於本星系群的中心。除銀河系和仙女星系外,絕大部分成員星系是矮星系。本星系群的半徑約 1百萬秒差距(300多萬光年),質量約 6.5×10^11 太陽質量,其中的絕大部分集中在銀河系和仙女星系。本星系群有兩個次群:由銀河系和大小麥哲倫雲組成的銀河系次群及以仙女星係為中 心 、包括 M 32 、NGC 205 、NGC147、NGC185、仙女矮星系和三角星系(M33)在內的仙女星系次群。也有人把本星系群的中心定義為銀河系和仙女星系(M31)的公共重心。


銀河系(Milky Way Galaxy)是一個直徑為10至20萬光年、恆星盤平均厚度約為2千光年的棒旋星系(漩渦星系的一種),呈橢圓盤形,具有巨大的盤面結構,最新研究表明銀河系擁有四條清晰明確且相當對稱的旋臂,旋臂相距4500光年。銀河系包括1000億~4000億顆恆星和大量的星團、星雲以及各種類型的星際氣體和星際塵埃,從地球看銀河系呈環繞天空的銀白色的環帶。銀河系的90%的物質為恆星。銀河系自內向外分別由銀心、銀核、銀盤、銀暈和銀冕組成。銀河系中心在星系的中心凸出部分,呈很亮的球狀,直徑約為兩萬光年,厚1萬光年,這個區域由高密度的恆星組成,主要是年齡大約在100億年以上老年的紅色恆星。銀河系外圍區域多數為新生和年輕的恆星。我們的太陽系離銀河系中心大約2.6萬光年,距離銀道面大約100光年。銀河系周圍幾十萬光年的區域分布著十幾個衛星星系,銀河系通過緩慢地吞噬周邊的矮星系使自身不斷壯大。太陽位於銀河一個支臂本地臂上,至銀心的距離大約是2.64萬光年。


仙女座星系

仙女星系(Andromeda Galaxy),曾被稱為仙女座大星雲,位於仙女座方位的擁有巨大盤狀結構的旋渦星系,梅西耶星表編號為M31,星雲星團新總表編號為NGC 224,直徑22萬光年,距離地球有254萬光年,是距銀河系最近的大星系。仙女星系在東北方向的天空中看起來是紡錘狀的橢圓光斑,是肉眼可見的最遙遠的天體之一。仙女座星系的直徑至少是50千秒差距(16萬光年),為銀河系直徑的1.5倍(銀河系直徑為十萬光年)。仙女座星系的質量(包括暗物質)大約是1.23×10M☉(或1.23兆太陽質量),相當於銀河系質量(5.8×10M☉)的2.12倍。仙女星系是本星系群中最大的星系。斯皮策空間望遠鏡的觀測顯示仙女座星系有將近一萬億顆恆星,數量遠比銀河系多。2006年,重新估計銀河系的質量大約是仙女座星系的50% 。

由此可見,儘管仙女系比銀河系大一點,但其大小尺度還是與銀河系處於同一當量的,如果銀河系與仙女系在形成之初時就處於同一個星系團,那麼這兩個星系也應該在屬性上很相近,故正常情況下,應該不會發生相遇這種極為特殊的情況。我們知道,宇宙各種天體都是背向宇宙中心點往外擴散膨脹的,大量的觀測也表明,人類在我們所在的天體進行觀測也確實發現絕大部分天體都在進行紅移的情況,但同時也發現了一些處於藍移狀態並接近我們的少量天體,只不過這種情況多發生在不屬於同一單元的其他天體身上,但如今的這種特列卻正發生在處於同一星系團的兩個最大星系身上,仙女座星系正以每秒120千米的速度向銀河系接近。何以如此?


本文認為,造成這種現象只能有兩種情況:其一,這種天體是位於我們相對宇宙中心的內側,且正在加速遠離宇宙中心;其二,我們所在的天體位於發生藍移天體的外側,這種藍移是由於我們所在的天體往外擴張膨脹的速度突然相對其他天體變慢而造成的相對藍移。分析認為,第二種情況是基本不可能的,因為我們所在的天體所觀測到的紅移現象是普遍的,其根本原因在於絕大部分天體都執行這樣一種規律:離宇宙中心的距離與遠離宇宙中心的速度成正比,只有這樣才能造成普遍的紅移現象。另外,如果我們的銀河系加速往外膨脹的話,我們所觀測的天體就應該會看到大量的藍移,而不是普遍的紅移了。因此,我們所在的銀河系是遵循宇宙膨脹的普遍規律的,其他天體發生藍移只能是基於其位於我們的內側且加速遠離宇宙中心所造成的。因此,仙女座星系之所以會加速接近銀河系只能屬於第一種情況,而造成這種情況又可能有如下兩種原因。

其一,仙女系本來就不屬於本星系群,它只能是其在加速膨脹過程中而於不久前與本星系群不期而遇罷了;其二,仙女系屬於本星系群,但卻在不久前突然獲得了巨量的不明能量而得以加速。本文認為,第二種情況的可能性不大,因為作為自然天體是不可能突然獲得額外能量的,除非真的有非自然的「神力」助力,而這只能是形而上的信仰問題。因此,第一種情況的可能性較大。


本星系群是個疏散星系

本星系群本來就是一個典型的疏散星系,這種星系沒有穩定的結構,存在很大的臨時組合可能性,但即便如此,作為同屬一個星系團的星系的運行速度也應該基本相近,而何以會出現仙女系的這種運行速度完全迥異的現象哪?唯一的解釋,仙女系是外來客!我們知道,宇宙大爆炸過程中新產生的天體速度也往往是不均衡的,有些天體就有可能會因此獲得較大能量而導致其運行速度快於大部分天體。在這種情況下,假如仙女系形成的時間較銀河系更晚一些,那麼就有可能造成這種藍移現象,即是說:仙女系原來並不屬於本星系群,他是若干年以前從宇宙深處飛過來的年齡相對較輕的不速之客。只有這樣,我們才能解釋清楚,作為同處於一個星系團的仙女係為何居然要發生與銀河系相遇的情況,這在事實上也是有許多佐證的。

不久前,由法國和中國科學家聯合組成的研究小組提出了關於仙女座星系最新的理論,他們認為仙女座星系的年齡還不到30億年。這也就是說仙女座星系比太陽「年輕」,甚至比地球還要「年輕」。研究人員認為仙女座星系形成於大約30億年前宇宙的一次大合併,因為科學家在其圓盤上觀察到有大量「年輕」的恆星存在著,它們在圓盤上隨機地運動。仙女系年齡如此之輕,更加充分地說明它極有可能是來自於宇宙深處的年輕一輩,而與本星系群其他星系迥然不同,它應該是本星系群的新成員,正因如此,它才後來居上,要超越本星系群的其他星系而在將來與銀河系相遇。

此外,仙女系的特殊運行軌跡也說明了這個問題。依據現有的證據,似乎在不久前的過去M32信息曾經與作為M31的仙女系相遇過 ,M32原本可能是一個大星系,但核心被M31從星盤內剔除,並且在核心區域經歷恆星形成的暴增。不僅如此,M110看來也曾經與M31有過交互,並且天文學家在M31的星系暈中發現了從這個衛星星系被剝離的富含金屬星的星流。這說明,仙女系在運行軌跡上很不尋常,以至於他曾經與很多星系相遇過。仙女系這種特殊的運行軌跡,只能說明它的運行速度的確不一般。

上述事實將完全能夠支持仙女系是來自於宇宙深處的不速之客的觀點。那麼,仙女系真的會在將來與銀河系相撞嗎?未必!

有許多人推測,本星系群的主要成員仙女座星系與我們所在的銀河系不久後也會落入合為一體的命運。不過,由於這兩個星系的距離有250萬光年遠,因此兩個星系要合為一體恐怕需要相當長的時間。但在數十億年後的遙遠未來,兩個巨大的星系將會合為一體並長成更為巨大的星系。隨著數十億年的時光流逝,本星系群的所有星系會互相合併,最終形成一個巨大的星系。星系的旋轉運動會隨著合併的發生慢慢消失,最終會出現一個巨大的橢圓星系。


仙女系月銀河系相撞設想圖

2012年,天文學家分析了哈勃望遠鏡觀測的仙女座星系在2010-2012年的運動狀態,確定了兩個星系肯定會碰撞。他們發現,兩個星系的橫向速度比原先估計的要小得多,所以估計兩個星系將在37.5億年以後相遇。空間望遠鏡研究所的弗蘭克·薩默斯根據凱斯西儲大學的克裡斯·米霍斯教授和哈佛大學的拉爾斯·赫恩奎斯特教授的研究製作了描述這一預期事件的計算機圖像。

不過,美國巴爾的摩太空望遠鏡科學研究所的天文學家們前兩日剛發布消息稱銀河系與仙女座星系相撞的時間將推遲6億年,從原先估計的39億年推遲到了45億年,仿佛可以讓全人類緩一口6億年的氣了,這是因為根據最新的天文觀測和計算發現,這兩大星系的第1次交會將是擦肩而過而並非正面相撞。但兩大星系的運行趨勢終究還是要相撞的,所以兩者會在擦肩而過後接著回身再擁抱,計算發現第1次相撞將發生在兩者交匯而過之後的6億年左右,所以兩者的相撞很可能將發生在45億年後。

本文認為,上述研究結果是在沒有考慮宇宙演化的的未來發展趨勢下得出的輕率結論,因而不足為信。根據我們的新文明理論——統一資訊理論,宇宙將最晚在58億年後停止膨脹(參閱《》)。如果這一理論被最終證實的話,那麼,宇宙膨脹速度將在不久的將來逐漸降低,所有宇宙天體的向外擴張的速度也會逐漸趨向於零,40億年後的仙女系向外擴張的速度當然也會降低很多。在這種情況下,仙女系就無法與銀河系相遇了。


宇宙將最晚在58億年後停止膨脹

退一步說,即便仙女系屆時向外擴張的速度仍然存在追上銀河系的理論可能性,但由於幾十億年的宇宙膨脹必然會使宇宙空間結構和天體分布格局發生了巨大變化,此時的仙女系也有可能因此被改變其運行方向,而無法與銀河系相遇了!

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    仙女座星系是距離銀河系最近的一個大型星系,它與我們相距大約250萬光年。光譜分析顯示,仙女座星系正在以110 km/s的速度靠近銀河系。並在大約38億年後,與銀河系開始合併。另一方面,當年哈勃的觀測結果表明,宇宙正在膨脹。既然如此,為什麼仙女座星系還會靠近銀河系,並與銀河系發生碰撞呢?首先,我們來了解一下宇宙的膨脹是怎麼回事。所謂的宇宙膨脹,其實是指空間本身的膨脹。宇宙中的大多數星系都在遠離銀河系,並不是因為那些星系本身的運動造成的,而是因為星系之間的空間持續膨脹,才導致星系之間互相遠離。下面以氣球為例,簡單來說明一下空間膨脹。
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    聽起來比《流浪地球》中太陽系被吞沒還可怕,到底是真的嗎?帶著疑問查閱了相關資料,原來,科學家早就預言了此事。科技日報此前報導稱:據美國趣味科學網近日報導,科學家此前推測,銀河系將於39億年後與仙女座星系相撞,但一項新研究表明,這兩者將於45億年後相撞,這意味著,銀河系的壽命「被延長了6億年」。
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    趣味探索訊 位於天空大熊座下方,飛馬座附近地方存在著88個星座之1的仙女座,而仙女座星系則佔據著仙女座中心位置。近日,天文學家吃驚發現仙女座星系在20億年前曾經製造一樁神秘的宇宙謀殺案:它竟手撕了一個跟銀河系差不多大的超級星系,也就是另一個銀河系。
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  • 38億年後,仙女座星系衝撞銀河系,太陽系會毀滅嗎?
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    我們的宇宙實在是太大了,據哈勃太空望遠鏡最新觀測,宇宙中存在兩萬億個像銀河系這樣的星系,現在的可觀測宇宙直徑有930億光年,未來這一數字還會增大。根據現在的哈勃常數值,大約每隔326萬光年,星系相互退行距離才增加7公裡秒。銀河系和仙女座星系同屬一個本星系群,距離只有250萬光年(有說230萬光年)左右,即使有相互退行速度,也增加不了7公裡/秒,幾乎可以忽略不計。