銀河系正以600km/s朝神秘目標狂飆,可為何離目標越來越遠?

2021-01-21 鍾銘聊科學

本文參加百家號 #科學了不起# 系列徵文賽。

曾經有一個美國的科研團隊在研究宇宙微波背景輻射時就發現:銀河系竟然是正在朝著某個目標以每秒鐘600公裡的速度狂飆。照理說,我們朝著某個目的地飛奔,那就應該距離目的地越來越近。但令人意想不到的是,即便是銀河系以每秒鐘600公裡的速度朝著目標狂飆,銀河系離目的地的距離卻是越來越遠。那到底是咋回事呢?

宇宙空間的膨脹

要了解這個事情,我們記得從宇宙大爆炸說起,1915年,愛因斯坦提出了廣義相對論。這個理論成為宇宙學的基礎理論。

在這之後,通過勒梅特、哈勃等人的努力,科學家們逐漸意識到宇宙的空間應該是在膨脹的。這種膨脹並不止是邊界再向外擴大,而是宇宙處處都在等比例地變大。

根據宇宙空間隨著時間在膨脹的結果倒推,我們就可以得到一個結果:宇宙應該有一個起點。於是,科學家們就得到了一個宇宙大爆炸模型的初級版本。但是宇宙起源之後到底是如何演化呢?

這個問題曾經困擾著天文學家們,結果一群研究核物理(微觀世界)的物理學家出手解決了這個問題了,這是因為宇宙早期的演化主要是在微觀世界層面發生變化。核物理學家們通過量子力學理論就可以很好地解釋宇宙大爆炸後的宇宙演化,並且提出了證明宇宙大爆炸的2個關鍵性證據:氦元素豐度以及宇宙微波背景輻射。

所謂「氦元素豐度」就是:根據宇宙大爆炸理論,宇宙在早期會逐漸湧現出基本粒子,它們開始抱團,最終構成氫原子和氦原子,還有少量的鋰原子,其中氫原子和氦原子核的質量比大約為3:1。後來,通過科學家的測算,這一點理論預言和實際情況是符合的。

所謂」宇宙微波背景輻射「指的是宇宙大爆炸時,會產生巨大的溫度,這個溫度達到了1.4億億億億度,隨著宇宙空間的膨脹,這個溫度逐漸下降。

直到宇宙大爆炸後38萬年,宇宙中原子得以形成,於是宇宙的光可以自由地傳播,宇宙微波背景輻射就是宇宙早期的第一道光,同時也是宇宙大爆炸的餘溫。後來,宇宙微波背景輻射還真的被找到了。也就是說,宇宙大爆炸的兩個關鍵證據都被證實了,這才使得宇宙大爆炸理論成為了主流的宇宙學理論。

天體的運動

宇宙微波背景輻射成了天文學家手裡的「武功秘籍」,因為這張圖的信息量很多,從中我們可以知道宇宙早期的許多信息。

美國的科研團隊在研究宇宙微波背景輻射的時候,就得到了一個驚人的信息:銀河系正在朝著長蛇座的方向狂奔,時速大概是200萬公裡,換算成秒速就是每秒600公裡。那這個事情該如何理解呢?

我們生活在地球上,由於地球足夠大,導致地球在自轉時的慣性存在,我們是感受不到地球在自轉的。同時,我們也感受不到地球在公轉,要知道地球是繞著太陽在做圓周運動,地球相對於太陽的速度達到了每秒30公裡。

不僅如此,太陽也不是絕對靜止的,如果選取銀河系的中心為參考系,太陽是繞著銀河系在運動的,這個速度達到了每秒240公裡。

至於銀河系,它也不是絕對靜止的。銀河系處於本星系群當中,本星系群當中像銀河系這樣的星系有幾十個。

其中最大的星系叫做仙女座星系。科學家就發現,銀河系正在以每秒110公裡的速度朝著仙女座星系狂奔,在40億年後,銀河系和仙女座星系很有可能會發生碰撞,最終合併成一個星系。

而本星系群則是位於室女座超星系團當中的,這是一個比本星系群更大一級的宇宙結構,直接達到了1.1億光年。室女座超星系團又是位於拉尼亞凱亞超星系團當中。拉尼亞凱亞超星系團中心引力特別大,也被為巨引源。

這個巨引源的質量相當大,達到了3億億倍~5.4億億倍太陽質量,這就使得在室女座超星系團在其引力的作用下朝著巨引源飛奔,由於銀河系也就在室女座超星系團當中。這也就使得銀河系也在朝著巨引源狂奔。如果以巨引源為參考系,那麼銀河系飛奔的速度就達到了每秒600萬公裡。

銀河係為何追不上巨引源?

照理說,銀河系的速度已經足夠快,但它依然在逐漸遠離巨引源。那這是因為什麼呢?

前文我們就提到了宇宙正在發生膨脹,這個膨脹使得宇宙處處都在變大。如果我們以星系的角度來看就會發現,這種膨脹會使得絕大多數的星系都在離你遠去,並且離得越遠,遠離的速度就越快。

科學家發現宇宙在大尺度上,是斥力佔據主導,也就是整體上在發生膨脹,這個大尺度指的是距離達到了1億光年以上。而在小尺度上,引力更佔據主導,我們也就感覺不到宇宙空間在膨脹,這個小尺度指的就是小於1億光年的距離。

而銀河系距離巨引源達到了1.5億光年,在這個空間範圍內,是膨脹佔據了主導,這才使得銀河系是離它越來越遠的。

相關焦點

  • 銀河系正以每小時200萬公裡速度狂飆,為何距目的地越來越遠?
    平時我們常常會選地面為參考系,但是如果我們選定太陽會參考系時,就會發現地球相對於太陽的運動速度是30km/s,而我們相對於地球幾乎是靜止的,也就是說,我們相對於太陽的速度是30km/s。而一切主要都是有太陽的引力來主導。
  • 都說生命的終極目標是繁衍,為何人類離這個目標越來越遠了?
    眾所周知,基因是生命形成的根本,如果說複製是基因的終極目標,豈不是說生命的終極目標就是繁衍。就目前來說,此說法是正確的,基因/生命就朝著複製/繁衍去的。既然繁衍才是生命的終極目標,那為何人類越來越此目標而不見,越離越遠了呢?
  • 為何銀河系正在以200萬公裡時速狂飆,卻距離目的地越來越遠?
    有一個美國的科學小組發現,銀河系一直在以600千米/秒(換算成時速大概是200萬千米)的速度向某個方向狂飆。那這到底是咋回事呢?天體的移動我們都知道,地球繞著太陽公轉,如果以太陽為參考系,地球的速度是29.79千米/秒。同樣地,太陽其實只是銀河系中微不足道的一小塊,而是位於銀河系的郊區。科學家估算過銀河系中類似於太陽這樣的恆星有1500億-4000億顆。
  • 銀河系正向「神秘之地」高速狂飆,未來可能會發生什麼?
    科學家發現我們的銀河系正在以600公裡每秒的速度向著「神秘之地」狂飆,那麼最終會產生什麼後果哪?到底是什麼在「扯著」銀河系高速運動?太陽是銀河系中恆星的一個代表,這樣的恆星大約有2000多億顆。在測繪中,天文學家發現銀河系兩側的溫度竟然不同,雖然差別非常的微小,但卻是不可忽略的存在。造成這樣溫度的差異性,天文學家認為只可能是銀河系高速運動產生的結果。
  • 為什麼銀河系在以600km/s向它靠近
    位於銀河系「郊區」的太陽系,此刻正在以240km/s的速度繞銀心公轉,大約需要2.2億年 ,才能完成一個公轉周期。本星系群裡有50多個類似於銀河系的星系,其中仙女座星系質量最大,銀河系質量位居第二。美國的天文觀測團隊此前發現室女座超星系團正在帶著本星系群,銀河系,太陽系,一起朝著長蛇座的方向快速運動,在這個參照系下銀河系的速度甚至達到了600km/s不僅如此,科學家還發現除了室女座超星系團外,還有數百萬個星系在朝著長蛇座的方向移動。
  • 為什麼銀河系在以600km/s向它靠近
    按照目前的物理學理論,宇宙中並不存在「絕對靜止」,幾乎所有天體都在自轉和公轉月球在繞地球公轉,地球在繞太陽公轉,太陽則和銀河系其餘1500億到4000億顆恆星一起繞銀河系中心公轉。位於銀河系「郊區」的太陽系,此刻正在以240km/s的速度繞銀心公轉,大約需要2.2億年 ,才能完成一個公轉周期。搞清楚了太陽系繞銀河系轉的情況,我們再來看看銀河系的情況銀河系所在的本星系群裡有50多個類似於銀河系的星系,其中仙女座星系質量最大,銀河系質量位居第二。
  • 每秒1700公裡,一顆「活」恆星正流浪銀河系,科學家迷惑不解
    以太陽為例,地球相對於太陽的運行速度為29.783km/s,而太陽相對於銀河系中心的運行速度為250km/s,這遠遠超過了地球的運行速度。答案其實非常簡單,就是因為這些恆星離我們太過遙遠。許多人都曾有過這樣的體驗:看遠處的高鐵會覺得它和烏龜一樣慢,可當它距離我們越來越近的時候,就清晰能感受到那無與倫比的速度。
  • 每秒1km的速度難道飛不出地球嗎?
    如果火箭保持一個比較低的速度慢慢飛,比如說1km/s,難道就飛不出地球嗎?難道火箭速度達不到第一宇宙速度7.9km/s,達到一定高度就會突然掉下來嗎?事實上確實會掉下來。不過火箭是因為沒有燃料而速度又達不到7.9km/s才掉下來。如果火箭能一直保持某個大於零的速度,那麼火箭可以飛得任意遠。
  • ...最遠的探測器,正獨自朝銀河系中心進發,它會觸發黑暗森林法則嗎?
    在深邃幽暗的星際空間,孤獨的「旅行者」1 號繼續向著銀河系中心前進。現在,它在 130 億英裡外,是離地球最遠的人造飛行器。1977 年 9 月 5 日,「旅行者」1 號在美國卡納維拉爾角空軍基地升空離開地球。
  • 恐怖而又迷人的「星系殺手」,正緩慢地朝銀河系移動,會遭殃嗎?
    仙女座星雲是在銀河系還是更遙遠的恆星群中?20世紀早期,美國兩大天文學家柯提斯和薛普利就行了一場爭辯,薛普利覺得仙女座星雲是銀河系內部的天體,柯提斯則覺得仙女座星雲是銀河系以外的天體。當時,柯提斯研究了仙女座中爆炸的超新星,發現它們的亮度非常暗,結論是仙女座星雲離地球很遠。
  • 每秒600公裡!讓銀河系飛速靠近的巨引源,究竟是什麼?
    位於銀河系「郊區」的太陽系,此刻正在以240km/s的速度繞銀心公轉,大約需要2.2億年 ,才能完成一個公轉周期。,太陽系,一起朝著長蛇座的方向快速運動,在這個參照系下銀河系的速度甚至達到了600km/s不僅如此,科學家還發現除了室女座超星系團外,還有數百萬個星系在朝著長蛇座的方向移動。
  • 銀河系正以每小時200萬公裡的速度狂飆,是什麼讓銀河系如此瘋狂
    「巨引源」乍一聽起來感覺很神秘,它不是一個神秘的結構,而只是眾多星系團的集合體,只是物質更多而已。如果把我們的地球當作是人類的家,那麼銀河系相當於「村」,本星系群差不多是「鎮」的級別,本超星系團大概可相當於「市」的級別,這裡所說的「本」就是因為銀河系在其中,所以稱為「本」。
  • 目標火星,出發
    撰文 | 薛離擔負中國火星探測任務,天問一號火星探測器剛剛發射升空!政知道(微信ID:upolitics)了解到,飛行7個月後,它將抵達火星上空並著陸,畫下首個中國的火星「足跡」。但由於火星距離地球甚遠,僅飛行時間便達到7個月,遙控時延甚至達到十幾分鐘,因此歷史上各國的火星探測任務哪怕是部分成功的概率,也僅有50%上下。難度如此高,為何我們仍要進行該項任務?
  • 銀河系正朝巨引源狂奔,但它永遠無法到達,是宇宙膨脹救了我們!
    但發現銀河系自轉可就沒那麼容易了!主要因素是銀河系尺度太大,恆星運動非常不明顯,在光譜紅移判定天體運動的理論出來之前,用望遠鏡觀測恆星唯一簡直就不可能,當然還有另一個原因是我們身處銀盤面上,觀測極不順利!
  • 銀河系正朝巨引源狂奔,但它永遠無法到達,是宇宙膨脹救了我們!
    但發現銀河系自轉可就沒那麼容易了!主要因素是銀河系尺度太大,恆星運動非常不明顯,在光譜紅移判定天體運動的理論出來之前,用望遠鏡觀測恆星唯一簡直就不可能,當然還有另一個原因是我們身處銀盤面上,觀測極不順利!
  • 名字迷人,行為卻恐怖的星系,正緩慢地朝銀河系移動,會遭殃嗎?
    名字迷人,行為卻恐怖的星系,正緩慢地朝銀河系移動,會遭殃嗎?仙女座與銀河系最大的區別就是——銀河系相對來說要更密一點,而仙女座大星系就要鬆散一些。在20億年前,在銀河系的附近就發生了一次「重大事故」,而罪魁禍首就是仙女座星系。當時,銀河系原本還是有著一些小星系的,但是由於仙女座星系需要「進食」,於是那些星系就成為了它的盤中餐,而下一個。很有可能就是銀河系。仙女座星系要比銀河系大得多,所以能吞噬的星系也遠要比銀河系的多。
  • 太陽系繞著銀河系轉,銀河系繞著什麼轉?
    因此,銀河系中的所有恆星系實際上都是繞著銀河系的質心在運動。太陽繞銀河系質心的公轉周期是約為2.25億年到2.5億年左右。當然,這裡要補充一點,科學家在計算太陽的公轉速度時就發現:理論值應該是160km/s,而實際測量的結果卻是240km/s。那為什麼會出現這種情況呢?後來,我們要知道,這其實是因為還有暗物質的存在,暗物質的佔比要遠遠高於可見物質,大概是可見物質的6倍。
  • 太陽系繞著銀河系轉,銀河系繞著什麼轉?
    /s,而實際測量的結果卻是240km/s。,如果我們以仙女座星係為參考系,那麼銀河系大概是在以110km/s的速度靠近仙女座星系。銀河系的速度甚至達到了600km/s。不僅如此,科學家還發現,還有數百萬個星系都在朝著長蛇座的方向移動。就如上文說到的,星系的移動本質上是由於引力作用。因此,我們可以斷定,在長蛇座方向有有個巨大的引力源,這也被我們叫做巨引源。
  • 我國正研製光電預警系統 可助預警機發現隱身目標
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