每小時狂奔225萬公里!銀河系被什麼力量吸引過去?

叮咚劇場 發佈 2020-03-10T00:35:08+00:00

無論是相對論還是量子力學都能表明,宇宙中的萬物都會存在某種運動,地球以30公里/秒的速度環繞太陽運動,太陽以230公里/秒的速度環繞銀河系中心運動。與此同時,銀河系也在宇宙中高速運動。至於銀河系怎樣在宇宙中運動,取決於參照系的選擇。


無論是相對論還是量子力學都能表明,宇宙中的萬物都會存在某種運動,地球以30公里/秒的速度環繞太陽運動,太陽以230公里/秒的速度環繞銀河系中心運動。與此同時,銀河系也在宇宙中高速運動。

至於銀河系怎樣在宇宙中運動,取決於參照系的選擇。

銀河系的運動

相對於仙女座星系而言,銀河系目前正以110公里/秒的速度在朝著仙女座星系運動。不過,銀河系並不是徑直朝著仙女座星系方向前進,而是以螺旋的方式在靠近。大約在40億年後,兩個星系會發生碰撞,最終將會融合成一個星系。

那麼,在更大宇宙尺度上,銀河系又是怎麼運動的呢?

雖然宇宙中不存在絕對靜止的參照系,但宇宙微波背景可以作為一種很好的靜止參照系。因為宇宙中的每個角落都充滿了宇宙最古老的光子,宇宙微波背景的分布極為均勻,溫度波動僅有萬分之四。

宇宙微波背景的偶極異向性

通過測量宇宙微波背景的偶極異向性,可以知道銀河系在宇宙中的運動速度。觀測結果表明,宇宙微波背景在獅子座方向上波動+3.5 mK,在寶瓶座方向上波動-3.5 mK。

在宇宙微波背景靜止參照系中,處於平衡狀態的光子在運動方向上發生了藍移,而在相反方向上發生了紅移,所以地球正朝著獅子座方向運動,遠離寶瓶座方向,速度約為368公里/秒。

再扣除掉地球在銀河系中的運動,可以算出銀河系在宇宙中的運動速度為627公里/秒,相當於每小時225萬公里。按照這個速度,銀河系每年會行進200億公里,每476年行進1光年。

銀河系的前進方向靠近長蛇座的中心,如此快的本動速度意味著有股強大的力量在驅動銀河系前進,這會是什麼呢?

包含銀河系的本星系群是本超星系團的一部分,本超星系團的質量中心位於5380萬光年外的室女座星系團,這個巨大的質量中心會把整個本星系群吸引過去。不過,室女座星系團並非驅使銀河系快速運動的真正原因,因為就連室女座星系團也在朝著長蛇座方向運動。

強大的引力中心:巨引源

天文學家測量了大量星系的位置和運動,最終發現了長蛇座方向存在一個引力異常強大的中心,它被稱為巨引源,距離銀河系大約1.5億到2.5億光年。據估計,巨引源的質量至少為太陽質量的3億億倍,為銀河系質量的3萬倍。

在巨引源強大引力的作用下,銀河系以及其他幾百萬個星系都在朝著巨引源運動。按照最短的時間估算,銀河系抵達巨引源所需的時間至少為700億年。即便考慮到加速運動,所需的時間仍然要上百億年。

無法抵達的終點

在如此漫長的時間裡,宇宙膨脹會把銀河系與巨引源之間的空間越拉越大,以至於銀河系的本動速度追不上巨引源的退行速度,這意味著巨引源將會離銀河系越來越遠,最終根本無法到達。不僅是巨引源,就連本超星系團中的星系都會因為空間膨脹而四分五散,星系會各自在廣袤的空間中獨行。

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