宇宙在超光速膨脹，為什么銀河系與仙女座，還會(huì)在未來(lái)相撞？

宇宙是非常遼闊的，目前的觀測(cè)數(shù)據(jù)表明，僅僅是可觀測(cè)宇宙的直徑，就長(zhǎng)達(dá)930億光年，其外可能還有空間，但我們現(xiàn)在還看不見(jiàn)。

阻礙我們視線的，是宇宙時(shí)空本身的超光速膨脹，因此以每秒30萬(wàn)公里速度固定飛行的光子們，很多是永遠(yuǎn)飛不到地球的，因?yàn)榘l(fā)出這批光子的星系們，遠(yuǎn)離地球的速度是遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)光速的，具體來(lái)說(shuō)，距離地球145億光年外的星系，遠(yuǎn)離地球的速度就超過(guò)了光速，人類(lèi)永遠(yuǎn)看不見(jiàn)它們。

但凡事總有例外

美國(guó)國(guó)家地理曾發(fā)布一條微博稱(chēng)：銀河系和仙女座星系在40億年后就要相撞了，快準(zhǔn)備一下吧！

乍看之下這就是個(gè)愚人節(jié)玩笑，畢竟銀河系與仙女座之間隔著幾百萬(wàn)光年，而且科學(xué)家也說(shuō)了，宇宙此刻處于加速膨脹狀態(tài)，在一般人的想象中，銀河系與仙女座是不可能相撞的，只會(huì)在未來(lái)距離越來(lái)越遠(yuǎn)，就像氣球上的兩個(gè)點(diǎn)會(huì)隨著氣球的膨脹而逐漸遠(yuǎn)離一樣。

但仙女座星系在未來(lái)會(huì)和銀河系相撞，其實(shí)不是玩笑，而是板上釘釘?shù)氖拢瑴?zhǔn)確來(lái)說(shuō)，天文學(xué)界在100年前就預(yù)料到了這次撞擊的發(fā)生。

讓我們跳回20世紀(jì)20年代

當(dāng)時(shí)的美國(guó)天文學(xué)家埃德溫.哈勃，正在用威爾遜天文臺(tái)的望遠(yuǎn)鏡對(duì)仙女座進(jìn)行觀測(cè)，通過(guò)造父變星，計(jì)算出了到仙女座星系的距離，發(fā)現(xiàn)其已經(jīng)超過(guò)了銀河系的直徑，由此確定了仙女座是另外一個(gè)獨(dú)立于銀河系的星系。

后來(lái)經(jīng)過(guò)沃爾特.巴德的研究，關(guān)于仙女座更詳細(xì)的信息也浮出水面：它的外表與銀河系類(lèi)似，但直徑達(dá)到了22萬(wàn)光年，相當(dāng)于銀河系的1.5倍，是本星系群中最大的一個(gè)星系，其內(nèi)至少有1萬(wàn)億個(gè)星系。

如果對(duì)仙女座的研究到此為止，那么還算一切平安，真正讓仙女座成為星系撞車(chē)事件主角的的，是它獨(dú)特的藍(lán)移數(shù)據(jù)。

在物理學(xué)中，如果一個(gè)光源正在遠(yuǎn)離觀察者，那么它發(fā)出的光在光譜上，就會(huì)朝紅色的一段移動(dòng)，由此我們就能推斷出光源在遠(yuǎn)離我們，而宇宙中絕大部分星系發(fā)出的光都在紅移，就說(shuō)明宇宙絕大部分星系都在遠(yuǎn)離我們，即宇宙在膨脹。

但254萬(wàn)光年外的仙女座星系的光譜，卻反常向藍(lán)色方向移動(dòng)，也就是說(shuō)仙女座星系正在靠近銀河系，而且速度高達(dá)300km/s，如果這個(gè)速度不變的話，最快37.5億年后，仙女座就會(huì)從側(cè)面撞上銀河系。

那么問(wèn)題來(lái)了，為什么在加速膨脹的宇宙中，相隔254萬(wàn)光年的銀河系與仙女座星系，在未來(lái)還會(huì)相撞呢？

其實(shí)歸根結(jié)底，是因?yàn)橛钪媾蛎浀乃俣冗�不夠快，或者說(shuō)是星系之間遠(yuǎn)離彼此的速度，比不上彼此引力的強(qiáng)度。

最新的宇宙膨脹速度，也就是哈勃常數(shù)，是67.80±0.77(km/s)/Mpc，翻譯過(guò)來(lái)就是每隔326萬(wàn)光年，宇宙膨脹的速度就會(huì)增加67.8km/s，由此可見(jiàn)，在幾十萬(wàn)光年乃至幾百萬(wàn)光年的小尺度上，宇宙膨脹的速度其實(shí)并不快，因此直徑2光年的太陽(yáng)系才能繼續(xù)存在，而不是被宇宙膨脹之力撕開(kāi)。

銀河系與仙女座之間區(qū)區(qū)254萬(wàn)光年的距離，在宇宙尺度上其實(shí)就是鄰居的關(guān)系，這兩個(gè)星系對(duì)彼此施加的引力，要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)宇宙膨脹本身的力量，因此它們才能在加速膨脹的宇宙中繼續(xù)靠近，并在未來(lái)撞到一起。

哈勃望遠(yuǎn)鏡升空以來(lái)，其實(shí)拍到了很多星系碰撞的車(chē)禍現(xiàn)場(chǎng)，它們往往會(huì)在引力作用下攪成一團(tuán)，然后經(jīng)過(guò)漫長(zhǎng)的恒星再分配和引力平衡后，形成一個(gè)新的大星系，但在這之前還會(huì)有一批恒星因?yàn)樾窍祪?nèi)部引力情況的再分配，而被甩出星系。

37.5億年后地球上如果還有人類(lèi)的話，將親眼目睹一個(gè)無(wú)比璀璨的星空，同時(shí)也將面臨隨時(shí)被大質(zhì)量恒星或者黑洞的引力彈弓彈飛的危險(xiǎn)。

總體來(lái)看

銀河系與仙女座的撞擊雖然可怕，但跟目前的我們是沒(méi)關(guān)系的，甚至和人類(lèi)文明也沒(méi)關(guān)系，畢竟誰(shuí)也不知道人類(lèi)文明在37.5億年后還在不在銀河系，如果運(yùn)氣不好的話，也許人類(lèi)文明37.5億年后就不存在了。