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我們在哪裡
如果我們要給自己在宇宙中定個位,那麼按照目前的科學理論,地球是在銀河系內,而銀河系實在本星系群當中。本星系群則是在室女座超星系團當中,室女座超星系團在往上的宇宙結構是可觀測宇宙,這是我們目前能夠觀測的極限範圍。
在本星系群當中,擁有50多個類似於銀河系這樣的星系。其中,銀河系是本星系群當中第二大的星系,直徑目前估算下來大概是在20萬光年左右。而在銀河系當中,還有一個比銀河系更大的星系,這就仙女座星系。科學家預計,40億年後,仙女座星系和銀河系將會發生碰撞,最後合併成一個大星系,那這究竟是咋回事呢?這會給人類帶來滅頂之災嗎?
這回我們就來聊一聊這個話題。
星系模型
要了解這個問題,我們首先要搞清楚星系的形成機制。
我們所在的太陽系實際上是形成於46億年前,當時在如今太陽系附近有一片長達2光年的分子雲。分子雲發生了引力坍縮,最終在引力的作用下形成了太陽,剩餘的碎片在引力的作用下形成了太陽系其他的天體。
這其實是恆星系的形成機理。科學家曾經一度認為星系的形成機理是類似於恆星系的。後來,一系列的發現否定了這個想法。最明顯的一個特點就來自於物質密度,除了核心(太陽和銀河系中心)之外,太陽系的物質密度從靠近太陽一直到木星是逐漸升高的,木星是太陽系物質密度最大。木星往外物質密度會逐漸降低,而銀河系則是越靠近中心物質密度越高。說白了就是太陽系是木星附近東西最多,而銀河系是越靠近中心,東西越多。
因此,銀河系的形成是和太陽系不一樣的。那銀河繫到底是如何形成的呢?
科學家後來提出了著名的SZ模型。這個模型告訴我們星系的形成是依靠「吃」,類似於貪吃蛇遊戲。
在宇宙中,質量越大,意味著引力越大。一般來說,星系的質量都十分巨大,中心都會有特大質量黑洞,比如:銀河系中心的黑洞質量就達到了400萬倍太陽質量。但是僅僅依靠可觀測物質是不至於提供足夠大引力把星系中的物質聚合在一起的。這裡還需要暗物質的幫忙,一般來說,比較大的星系都會有暗物質,它可以提供相當大的引力。依靠著暗物質和可見物質,星系才得以形成,但這不會星系的最終形態。
隨著時間的流逝,星系會在引力的作用下逐漸靠近附近的星系,最終發生合併。星系就是這樣一步步把自己吃胖的,形成更大的星系。也就是說,銀河系很久以前並不是長成現在這個樣子,而是一步步吃成現在這樣。科學家甚至一度懷疑太陽系曾經並不是在銀河系當中,而是在另外一個星系,那個星系後來被銀河系合併,太陽系成了銀河系的一員。
我們來舉個例子,銀河系附近有個衛星星系叫做人馬座,它一直在繞著銀河系運動。每當他饒專一圈之後,都會有一部分剝落,最終被銀河系吃掉。這種現象其實在宇宙中是很常見的。
而仙女座星系和銀河系是本星系群當中最大的兩個星系,雙方的質量巨大,引力也巨大。於是,在引力的作用下,雙方在彼此靠近。
科學家發現,在40億年後,兩者大概率會發生碰撞。目前,根據普朗克衛星的發現,這個碰撞很可能會是側撞。那麼問題來了,如果發生碰撞,會給地球帶來災難嗎?或者人類會因此而滅絕嗎?
人類的未來
客觀地說,留給人類的時間並不多了。
人類根本等不到40億年後就提前滅絕。那為什麼這樣說呢?
地球生物所依靠的能量來自於太陽輻射,太陽的輻射主要是依靠太陽內核的核聚變反應。太陽利用自身的引力與核聚變反應向外的壓力來實現動態的平衡。
但是核聚變反應是會損失質量的,因此,太陽的引力會隨著質量的降低而逐漸減弱,這樣約束核聚變反應的能力也就會減弱,太陽的輻射會逐漸增強。
科學家發現,隨著太陽輻射的增加,在5億年後,地球會熱到地球上的植物都無法生存,地球的食物鏈就會因此被破壞,整個生態系統也就完蛋了。也就是說,按照整個發現,人類撐不到40億年,最多撐到5億年。
這還不算人類如今面臨的一些潛在的危險,比如:小行星撞地球或者核威脅。因此,人類是看不到仙女座星系和銀河系碰撞的那一刻的。
如果我們假設人類的科技迅猛發展,以至於可以逃離太陽系,去往其他恆星系殖民。那麼。這次碰撞也不會給人類帶來滅頂之災。這是因為恆星系之間的距離很遠,平均達到了3光年左右。就拿太陽系和附近的比鄰星系來說,如果把太陽系看成是一枚5毛錢硬幣,那比鄰星系大概是在700多米開外的另外一枚硬幣。因此,碰撞過程中,兩個恆星系碰撞到一起的概率極其低。