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66663周前
九二九年,哈勃使用胡克望远镜分析遥远星系的光谱,发现宇宙中大部分星系都呈现出红移现象。所谓的红移现象和声音的多普勒效应类似,只是光的多普勒效应是通过颜色来表现的。如果天体远离观测者,光波被拉长,颜色会向红色端移动。如果天体靠近,光波被压缩,颜色则会向蓝色端移动。也就是说星系都在离我们远去,由此证实宇宙在膨胀。 然而仙女座星系却有所不同,天文学家观测发现仙女座星系的光谱呈现出蓝移现象,代表它正在靠近我们,这与宇宙整体膨胀的趋势相反。那么其中的原因究竟为何? 其实哈勃不仅发现大部分星系远离我们,他还发现星系的退行速度和距离成正比,这就是著名的哈勃定律。其中v是退行速度,d是星系距离,h是哈勃常数。 在二零一三年,普朗克卫星测出的哈勃常数约为六十七千米每秒每百万秒差距,即每百万秒差距退行速度增加六十七千米每秒。例如一个距我们一百个百万秒差距的星系退行速度约为七千千米每秒。 哈勃定律的线性关系表明膨胀是均匀各向同性的,没有中心,从任何星系看其他星系都在远离。而仙女座星系作为银河系最近的大型邻居,距离我们只有两百五十四万光年左右。因此我们将仙女座星系的距离乘以哈勃常数,就能够得知它和银河系之间的退行速度大约为五十三公里每秒。 但它们之间的引力拉近速度则为一百七十公里每秒,因此宇宙膨胀带来的速度不足以克服引力效应,这才导致仙女座星系出现蓝移现象,正急速靠近银河系。 天文学家根据蓝移现象测出仙女座星系目前以每秒一百二十千米的速度向银河系靠近,预计在约三十八亿年后与银河系发生碰撞。 大约在二十到三十亿年后,仙女座星系和银河系的引力开始相互拉扯,轨道逐渐靠近。约三十八亿年后,两个星系的外围开始重叠,引力扰动使悬臂变形,气体云被压缩,引发大规模恒星形成,亮度骤增。在三十八亿到六十亿年后,银河系和仙女座星系经过多次交错,两者逐渐合并,恒星轨道被重塑。 尽管星系碰撞听起来剧烈,但实际上恒星之间发生碰撞的概率极低。因为银河系和仙女座星系的恒星间距平均为四到五光年,而恒星直径仅数百万公里,恒星只会改变轨道,最终融合形成一个更大的椭圆星系。 当我们抬头仰望夜空,看到闪烁的星星,遥远的星系,你可能会觉得这是当下宇宙的真实写照。但如果我告诉你,你所看到的一切并不是真实的样子,而是过去的景象,你会相信吗?其实从某种意义上而言,宇宙不过是一片幻影,一个由光线编织的时光切片。这种现象你可
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