宇宙中,两个星系的距离为多少时,可以抵消膨胀的作用

2025-06-22 18:39:49
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宇宙在膨胀,星系在相互远离,为什么银河系和仙女座还会发生碰撞
宇宙一直在膨胀是众所周知的事实,那么星系之间的距离也在增加,那么为什么银河系和仙女座还是预计在未来会发生碰撞呢?

宇宙的膨胀就是空间的膨胀。空间中的物体将具有相对移动速度。这两个物体可以彼此远离,也可以彼此靠近。1929年,埃德温·哈勃从观测到的星系红移中推断出宇宙膨胀的事实。他通过胡克望远镜发现,宇宙中的大多数星系都离我们很远,天体光谱无一例外地向长波的红端移动,这表明我们的宇宙正在膨胀。大多数星系都远离银河系,因为它们之间的空间膨胀速度大于重力效应,最新的哈勃常数显示,每增加326万光年的空间距离,星系的逆行速度就会增加70千米/秒,所以星系在140亿光年的逆行速度已经达到光速。然而,在宇宙尺度上,银河系和仙女座星系几乎处于同一位置,它们的相对运动对这个小尺度的影响比我们宇宙的膨胀更大。

至于为什么会出现这种现象,原因在于引力。宇宙在膨胀,因为宇宙中的空间在增加,所以宇宙中的星系会被彼此拉开,导致发现大多数星系正在后退,不管它们在宇宙中的什么地方被观察到。随着距离的增加,空间扩大得越多,星系后退得越快。根据目前测得的哈勃常数,如果宇宙中的星系相隔326万光年,由于它们之间的空间膨胀,它们将以70千米/秒的速度互相退行,与其他距离相对应的退行速度按同样的比例计算。

结果,位于254万光年之外的仙女座星系将在暗能量的影响下以大约54.5千米/秒的速度离开银河系。然而,在这个尺度上,万有引力更强大。万有引力将把仙女座星系或银河系吸引,它们相互靠近的速度约为164.5公里/秒,因此,结合引力和暗能量的影响,仙女座星系和银河系实际上是相互靠近的,它们目前的靠近移动速度约为110公里/秒,虽然宇宙中的大多数星系最终会离开,但银河系所在的局部星系群不会分裂。数百亿年后,当地星系群中的几十个星系将在重力的影响下合并成一个星系。