银河系正以每小时200万公里速度狂飙,为何距目的地越来越远?

宇宙微波背景辐射

如果要问在宇宙学方面,20世纪最颠覆性的发现是什么?

那大概率就是:宇宙大爆炸。在宇宙大爆炸被提出之前,科学家普遍秉持着一个观念:宇宙是永恒的,在大尺度上不会随着时间的流逝而发生变化,宇宙没有起点,也没有终点。

科学史上的许多大神都有类似的观点,比如:牛顿。他的万有引力定律引发了一个问题,如果万物之间存在引力,那么随着时间的流逝,所有的天体应该在引力的作用下朝着中心靠拢,但事实上并没有发生这样的。为此,牛顿提出一个解决的观点:宇宙应该是无限大地,处处都是中心,处处引力都处于平衡。

当然,牛顿是拿不出太多佐证这个看法的证据。科学史上另外一个大神爱因斯坦也提出过静态宇宙模型,他也认为宇宙是静态的,不会随着时间的流逝而变化。然而无论是牛顿还是爱因斯坦,都遭到了哈勃无情的打脸,哈勃发现银河系外的大多数的星系都在离我们远去,而且离得越远,远去的速度越快,以此我们可以推断出宇宙其实是在随着时间膨胀的。这里多说一句,如果是星系自身在动,那应该有些会靠近我们,有些会远离我们,而不是都在远离我们。

根据哈勃的发现,我们逆时间倒推,就可以得到宇宙最早应该是个很小的奇点。随后发生大爆炸,最后有了如今的宇宙。但是这些都是猜测,最后能否成为理论还是要看证据。伽莫夫等人建立了“α-β-γ”理论,这个理论描述了宇宙大爆炸早期的演化,并预言了宇宙大爆炸时留下的“余热”的存在,这是遍布全天的微波背景辐射。除此之外,还预言了氦原子的丰度。

后来,科学家发现理论和实际观测是相互匹配的,同时也发现了遍布全天的微波辐射,也就是大名鼎鼎的宇宙微波背景辐射。它们与哈勃的发展成为了证明宇宙大爆炸的关键证据。宇宙微波背景辐射也成为了天文学家人手必备的一份秘笈,这张图中潜藏着宇宙演化的许多秘密。

曾经有一个美国的科研团队在研究宇宙微波背景辐射时,就发现我们所在的银行系正在以200万公里的时速朝着长蛇座的方向狂奔。那为什么会发生这样的事情呢?

天体的移动

我们都知道,在研究运动时需要先选定参考系。平时我们常常会选地面为参考系,但是如果我们选定太阳会参考系时,就会发现地球相对于太阳的运动速度是30km/s,而我们相对于地球几乎是静止的,也就是说,我们相对于太阳的速度是30km/s。而一切主要都是有太阳的引力来主导。

太阳也不是绝对静止的,它也在绕着银河系的质心做圆周运动,它的速度达到了240km/s。在银河系当中,类似于太阳这样的恒星有1000~4000亿颗,其次银河系中大量的暗物质。这些物质共同提供了银河系的引力,束缚着太阳在银河系中运动。也就是说,如果以银河系的质心为参考系,我们正在以240km/s的速度运动。

而银河系是在本星系群当中的,在本星系群当中还有许多星系,银河系在30多亿年后,将会在引力的作用下,与本星系群当中最大的星系仙女座星系发生碰撞,并最终合并。现在银河系正在以110km/s速度靠近仙女座星系。因此,如果以仙女座星系为参考系,我们正在以110km/s的速度运动,而整个过程也是引力在做主导。

巨引源

所以,宇宙当中其实是“质量为王”。我们所在的本星系群是在室女座超星系团之中,而室女座超星系团又在拉尼亚凯亚超星系团之中,在拉尼亚凯亚超星系团的中心,存在着一个巨大的引力源被称为巨引源。巨引源的质量达到了3*10^16~5.4*10^16倍的太阳质量,距离银河系达到了至少1.5亿光年的距离。

由于这个巨引源的存在,使得银河系朝着这个巨引源运动,速度达到了600km/s,也就是时速200万公里。那银河系会不会像和仙女座星系一样,有朝一日和这个巨引源发生合并呢?

实际上,这个还真的不会,虽然这个速度已经很快了,但是相对于整个宇宙尺度来说,并不是非常快。况且更关键的是宇宙正在膨胀,在小尺度上,宇宙是引力在主导,因此,星系会在引力作用下合并。但是在大尺度上,是宇宙膨胀在主导。因此,银河系到底会不会到达巨引源还得看具体的尺度大小。

这里所谓的大尺度和小尺度是由一个界定的,这个标准大概是1亿光年的距离。而银河系距离巨引源达到了1.5亿光年,也就是说,在整个尺度上是宇宙膨胀在主导。因此,巨引源应该是距离银河系越来越远,而不是越来越近。