03.05 宇宙在膨胀,银河系也跟着膨胀的吗?


银河系也会膨胀,但这个膨胀效应非常的微小,以至于如果想肉眼可见,需要几万万万亿年甚至更遥远的时间才能发生。这是因为,暗能量在一个很大的尺度里面才能发挥显著的作用。这个尺度,达到了至少好几百亿光年,是整个宇宙为膨胀的背景。银河系的迟迟当然也是很大的,大约有接近10万光年直径。在可以预见的未来,人类永远也不可能走出银河系,银河系太大了!可是,10万光年与930亿光年甚至更大的尺度来比,根本就不值得一提。这个膨胀的效应到了银河系那里,就不再明显了。

我举一个例子,有一只气球,假设它的直径有太阳那么大,在气球表面上画一个很小的点。现在,这只气球继续发生膨胀,这个气球表面的点,你去观测,并不会有很大的变化。此外,银河系还是由至少2000亿颗恒星组成的,还有大量的不能直接观测的黑洞,这些都是大质量天体。这些天体会发散出强大的万有引力。暗能量想彻底瓦解这些万有引力,至少需要几万万万万万万亿年。


怀疑探索者


自从哈勃在一个世纪前发现宇宙中的星系红移规律以来,天文学家认识到,星系不但正在远离我们,而且退行速度随着距离的增加而大致成比例加快,这正是宇宙空间膨胀的表现。不仅如此,后来的观测结果表明,宇宙空间正以越来越快的速度膨胀,天文学家把这种驱动力称作暗能量,它们充满在整个宇宙中。在暗能量的作用下,所有的空间都会膨胀。

尽管如此,银河系本身并不会膨胀变大。因为暗能量要在宇宙大尺度下才会发挥主导作用。而在诸如银河系的这种尺度下,暗物质和普通物质所产生的引力作用足够强大,可以使自身结构保持完整,并不会随着空间膨胀而膨胀。否则的话,银河系的结构早就崩溃了,宇宙中也不可能会形成其他星系。

正是由于引力在小尺度下发挥主导作用,天体、恒星系统、星系以及星系团才不会因为空间膨胀而无法形成。在大约38亿年后,银河系因引力作用将会与仙女座星系互相合并,产生一个椭圆星系。而在上千亿年后,本星系群中的50几个星系都会因为引力作用而全部碰撞在一起,产生一个更大的星系。

但在宇宙大尺度下,空间膨胀会使其他星系远离银河系。反过来,空间膨胀也会使银河系远离其他遥远的星系,银河系也是受到宇宙膨胀的作用。按照当前的空间膨胀速率,银河系相对于140亿光年之外的遥远星系正以大于光速的速度互相远离,但要注意这里的超光速是星系之间的空间不断扩张所致。


火星一号


答案是银河系没有膨胀。

整个宇宙的膨胀,其实大多是以各星系为单位进行膨胀的,各个星系或星系团彼此远离,而观测也一再显示,星系自身内部则没有这种膨胀的趋势。

虽然不同星系之间确实在彼此拉开距离,但同一星系内部因为万有引力的作用,我们还能观测到很多蓝移的现象。因此,通过宇宙膨胀,也推测银河系也跟着膨胀,理由不充分。

目前科学界一致公认,星系的形成,本身就是一个聚合的过程,它产生于星云中,并逐步聚合成了超大质量的恒星,而后又转化为黑洞。黑洞不断吸收周围的物质,促使周围的物质不断旋转,最终形成了星系。这个过程也在类星体的发现上也得到了印证,类星体就是第一代恒星,也就是星系内部最终的黑洞和周围的恒星。

银河系的恒星数量约在4000亿颗左右,它的直径约为10万光年。到目前为止,科学家们还能不断地发现在银河系边缘的旋臂上,还有恒星不断诞生。

宇宙膨胀是发生在星系级大尺度上的,万有引力的作用力远远超过暗能量的斥力。但是在星系与星系之间,万有引力变得非常弱,暗能量才发挥作用,促使星系不断分离。

除了星系自身不会随着宇宙膨胀外,一些相对比较近的星系也会出现“抱团”现象,形成了“星系团”或“星系群”。星系团或星系群在宇宙膨胀过程中,会保持相对稳定的状态,星系团内部各星系之间也会发生复杂的运动。

有些相互远离,有些则相互靠近。于是我们即可以观测到星系的红移,也可以观测到星系的蓝移,这正是星系运动产生的多普勒效应。

当星系靠得太近时,引力作用就会将它们拉在一起,并最终发生碰撞。这是宇宙局部的引力疚克服了宇宙膨效应所产生的现象。如果星系团中的引力不足以克服宇宙膨胀效应,那么星系就会逐渐分离。


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