银河系正以每小时200万公里的速度狂飙,是啥让银河系如此疯狂?

如题所述

自从人类观测水平的提高,科学家陆续发现了许多奇怪的天文现象。有一个美国的科学小组发现,银河系一直在以600千米/秒(换算成时速大概是200万千米)的速度向某个方向狂飙。那这到底是咋回事呢?

天体的移动

我们都知道,地球绕着太阳公转,如果以太阳为参考系,地球的速度是29.79千米/秒。同样地,太阳其实只是银河系中微不足道的一小块,而是位于银河系的郊区。

科学家估算过银河系中类似于太阳这样的恒星有1500亿-4000亿颗。太阳绕着银河系的质心公转,由于暗物质的存在,这个公转速度大概是240千米/秒。

当然,银河系再往上还存在着更大的宇宙结构,这个宇宙结构被我们称为本星系群。在本星系群中存在着几十个类似于银河系这样的星系,其中仙女座星系是最大的,银河系第二大。

按照我们目前的观测来看,银河系和仙女座星系正在相互靠近。按照目前的理论,星系的形成很可能就是这样一点点合并出来的,所以,银河系和仙女座星系的相互靠近并没有什么特别的。科学家估算,在40亿年前后,银河系和仙女座星系会最终合并成一个大星系。

如果将仙女座星系作为参考系,那么银河系就正在以110千米/秒靠近仙女座星系,只是银河系不是走直线,而是螺旋线。当然,这里的110千米/秒还是远远小于600千米/秒,那为什么银河系会有如此大的速度,这还需要从更大的宇宙结构说起。

无论是地球绕着太阳转,还是太阳绕着银河系的质心转,或者是银河系和仙女座星系的合并,本质上都是引力在作祟。如果我们从更大的尺度来看银河系或者本星系群那还会是这样的吗?

比本星系群更大的宇宙结构是本超星系团,也被称为室女座超星系团。

巨引源

科学家通过观测和对宇宙微波背景辐射的研究就发现,室女座超星系团正在朝着一个长蛇座的方向移动,这也连带着银河系、本星系群一起朝着长蛇座的方向移动。不仅如此,科学家还发现,有数百万个星系都朝着同那个方向在移动。这说明存在这一个巨大的引力源,这也被我们称为巨引源。

通过计算,科学家发现这个巨大的引力源位于拉尼亚凯亚超星系团的中心,距离银河系至少1.5亿光年,质量大概是(3 ~ 5.4)*10^16倍的太阳质量。

也就是说,室女座超星系团乃至银河系、太阳系、地球其实都在朝着巨引源运动,银河系的速度是600千米/秒。那会不会有朝一日,银河系到达巨引源呢?

答案是:不会。

大尺度与小尺度

要了解这个问题之前,我们需要先对尺度有一定的了解。话说在1687年,牛顿发表了他的著作《自然哲学的数学原理》,其中他提出著名的万有引力定律,并且利用万有引力定律统一了天上和地球表面的物理学规律。

但是牛顿其实也遇到了一个很为难的问题,我们可以想象一下,如果宇宙中只有引力,那么宇宙势必会在引力的作用下向中心聚合,最后挤压在一起。可是我们并没观测到挤压的情况,那究竟是咋回事呢?

牛顿为了解决这个问题就提出,宇宙应该是无限大的,以至于没有中心,或者处处都是中心,这样就可以处处都引力平衡了。不过,后来随着广义相对论的提出,勒梅特,哈勃、伽莫夫等近代科学家的努力,我们知道,宇宙其实不是静止不动的,而是在膨胀的。

不仅如此,在1998年,两个科学小组发表了他们观测Ia型超新星的结果,这个结果表明宇宙正在加速膨胀。这意味着宇宙还存在着一种驱动宇宙膨胀的物质,这个物质被我们称为暗能量。

与此同时,科学家还发现,宇宙中还有其他的物质在提供引力,而我们没有办法观测到它们,这种物质被我们称为暗物质。

暗能量是目前宇宙的主导,提供的是斥力,已知物质和暗物质提供的是引力,因此,宇宙正在加速膨胀。


由于暗物质、已知物质和暗能量的存在,使得宇宙从小尺度上看是和大尺度上不同的。小尺度上看,引力是主导,而从大尺度上看,斥力占据主导。所谓的大尺度指的是直径为1亿光年的宇宙空间。

而巨引源距离银河系在1.5亿光年以上,这个距离已经超过了1亿光年的尺度,因此,在这个尺度下,斥力占据主导,因此,虽然银河系是朝着巨引源在运动,但由于宇宙空间的膨胀,银河系实际上是距离这个巨引源越来越远的。

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第1个回答  2020-07-10

宇宙的一个特点就是层次鲜明,这也是长期引力相互作用的结果,物质总是不可避免的聚集在一起,而聚集在一起的物质拥有更大的引力,这样又会吸引更远的物质投奔而来,这里所讲的“巨引源”也是这么回事。“巨引源”乍一听起来感觉很神秘,它不是一个神秘的结构,而只是众多星系团的集合体,只是物质更多而已。

如果把我们的地球当作是人类的家,那么银河系相当于“村”,本星系群差不多是“镇”的级别,本超星系团大概可相当于“市”的级别,这里所说的“本”就是因为银河系在其中,所以称为“本”。而达到了本超星系团的级别,它的尺度就达到了1.1亿光年,在上面还有没有更大的级别呢,当然有,在本超星系团之上还有更大的拉尼亚凯亚超星系团,这个级别的尺度达到了5.2亿光年,不过,这个级别并不是终点。由此看来,我们眼中的“庞大”银河系只是可观测宇宙中的一个名不见经传的“小村庄”。

地球围绕太阳运动,太阳围绕银核运动,银河系也在运动着,银河系在宇宙中以每秒600千米的速度运动着,这大约是每小时旅行216万千米,那么快的速度,银河系着急去哪里呢?没错,正是巨引源。

巨引源的位置

观测到巨引源很费力,因为巨引源处发出来的光芒会被银河系中的尘埃或星体阻拦,因此只能通过已经很微弱的红外线或者是X射线来观测了,经过了多年的观测,在距离银河系1.5亿-2.5亿光年地方存在引力异常,这里应该就是巨引源的位置,巨引源是一片区域,区域的中心位置是矩尺座星系团,矩尺座星系团的旁边还有一个更大的夏普力超星系团,距离银河系6.5亿光年,也是矩尺座星系团的那个方向。

想要让包括银河系在内的几百万个星系、超过数亿光年范围内的物质都朝着巨引源的方向运动,显然单靠一个矩尺座星系团的引力是无法办到的,长期观测之后,在矩尺座星系团、夏普力超星系团周围还存在大量的疏散的星系群、星系团,它们当然也是出了一把力的,银河系正在朝着这个方向飞奔。

需要担心吗?

巨引源不是一个“巨洞”,它那里只是因为物质多引力大而已,银河系只是被吸引过去了,即便有朝一日银河系真的飞到那里了,也不会有什么事情发生,更何况,这样的事情在实际上根本就不会发生。巨引源也只是一个个星系团的集合,它们也在运动,巨引源的背后还可能会有什么更大级别的结构,这个需要以后的观测来证实了。

宇宙膨胀必须要考虑,随着空间的不断膨胀,巨引源也可能会分崩离析,银河系与巨引源之间的距离也会被越拉越大,可能银河系永远也不会抵达那里。

巨引源距离银河系太过于遥远,且它的方向位于不容易被观测到的隐匿带中,只能通过红外线与X射线来观测到模糊的景象,对于那里的情况,天文学家所知情况不多。只是知道在巨引源那里有一个矩尺座星系团,在矩尺座星系团的身后还有一个更大的夏普力超星系团,银河系只是朝着那个方向运动,并不代表银河系的终点在那里,很久很久之后巨引源也会随着宇宙膨胀而分崩离析,那时候会是什么情况,谁也无法知晓。

第2个回答  2020-07-10
银河系拥有如此速度的原因是巨引源的作用。巨引源的解释是:物质总是不可避免的聚集在一起,而聚集在一起的物质拥有更大的引力,这样又会吸引更远的物质投奔而来,
第3个回答  2020-07-10
是整个星群之间的引力导致的结果,如同地球公转一样,银河系也有自身的运行轨道。
第4个回答  2020-07-10
因为银河系同样也是其他更大星系的组成部分,受到棒旋星系的影响,以200万公里的速度沿着运行轨迹狂飙。