如果星系都在互相遠離,它們怎麼會碰撞?

宇宙學家塔瑪拉·戴維斯,丹麥黑暗宇宙學中心的合作者,彙集了一個答案

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"如果星系都在以越來越快的速度互相遠離,它們怎麼會碰撞?"
 —J. Gow,弗吉尼亞州費爾法克斯

宇宙學家塔瑪拉·戴維斯,澳大利亞昆士蘭大學的研究員,以及丹麥黑暗宇宙學中心的合作者,彙集了一個答案

宇宙的動力學由相互競爭的力支配,這些力的影響隨尺度而變化,因此區域性力可以在離散區域內凌駕於宇宙力之上。在大於星系團的尺度上,所有星系確實都在以越來越快的速度互相遠離。兩個星系在該距離上的相互引力太小,以至於無法產生顯著影響,因此星系或多或少地遵循膨脹的總體趨勢。但這在星系的區域性鄰域中是另一回事。在那裡,引力可能非常顯著,相互作用也更加令人興奮。


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暗能量被認為是導致宇宙加速膨脹的原因,它提供了一種恆定的向外力,這種力不會隨著宇宙膨脹而稀釋。與這種無情的推動力對抗的是來自宇宙中其餘物質和能量的引力。早期,宇宙比現在密集得多,引力的吸引力在大小尺度上都佔上風。氣體雲凝聚形成恆星和星系,星系聚集在一起形成星系團。如果周圍有更多的物質,宇宙可能在有機會加速之前就開始重新坍縮。但是物質和能量確實會隨著宇宙體積的增加而稀釋,因此暗能量逐漸佔據主導地位。自從大約六十億年前(大約在地球形成前十億年),膨脹平均而言一直在加速。

然而,宇宙之舞仍在繼續。在宇宙開始加速之前被拉到一起的星系仍然有機會碰撞。它們共同形成了宇宙中引力仍然占主導地位的過度密集區域。在我們的鄰域,仙女座星系,我們最大的伴星,實際上正在向我們墜落,我們將在幾十億年後與它進行首次近距離接觸。

我們的本星系群包括仙女座星系、麥哲倫星雲和大約35個其他星系,所有這些星系都位於一個更大的星系團中,稱為室女座星系團。我們將一起穿越膨脹的宇宙,我們最好學會喜歡這種陪伴,任何尚未贏得引力戰爭的星系都已經錯失了機會。宇宙現在分裂成相互作用的區域,這些區域將在膨脹的宇宙中獨自漂流。

就像船上的狂歡者一樣,我們星系群中的星系將繼續以無數有趣的方式碰撞和相互作用,但我們將永遠與浩瀚宇宙中駛離我們的其他船隻上的狂歡者分隔開來。

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