“仙女”居然是来自宇宙深处的不速之客!她真的会与银河系不期而遇吗?
2020-09-18 15:39:42
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宇宙如果真的是来源于一次大爆炸,那么宇宙在初中期的星系碰撞就应该是很普遍的,这是因为爆炸是一种随机性很强的不规则事件。但宇宙迄今为止已经138亿岁了,此时的宇宙已经十分成熟,基于宇宙初期的一次大爆发,宇宙目前应该处于稳恒膨胀状态, 此时的星系和恒星等各种天体之间应该彼此远离、距离越来越大,这才是一种常态,星系碰撞的情况应该越来越少了。各种观测也都证明了这一点,宇宙所有的天体几乎都处于相互远离的红移膨胀状态,何以到今天还会发生星系碰撞?有研究表明,这种碰撞居然还将要发生在我们所在的本星系群的两个最大星系——银河系及近邻仙女系身上,这是可能的吗?

观测证明,仙女系正在处于宇宙为数极少的蓝移状态!这不能不引起我们的重视和思考,先让我们了解一下仙女座星系和银河系吧!

本星系群(Local Group of Galaxies),是指银河系和相邻仙女星系、麦哲伦星云等50个星系组成了一个规模较小的集团,全部星系覆盖一块直径大约1000万光年的区域。本星系群是一个典型的疏散星系团,没有明显的向中心聚集的趋势。银河系和仙女星系是本星系群成员星系中最大的两个,它们大体上位于本星系群的中心。除银河系和仙女星系外,绝大部分成员星系是矮星系。本星系群的半径约 1百万秒差距(300多万光年),质量约 6.5×10^11 太阳质量,其中的绝大部分集中在银河系和仙女星系。本星系群有两个次群:由银河系和大小麦哲伦云组成的银河系次群及以仙女星系为中 心 、包括 M 32 、NGC 205 、NGC147、NGC185、仙女矮星系和三角星系(M33)在内的仙女星系次群。也有人把本星系群的中心定义为银河系和仙女星系(M31)的公共重心。

银河系(Milky Way Galaxy)是一个直径为10至20万光年、恒星盘平均厚度约为2千光年的棒旋星系(漩涡星系的一种),呈椭圆盘形,具有巨大的盘面结构,最新研究表明银河系拥有四条清晰明确且相当对称的旋臂,旋臂相距4500光年。银河系包括1000亿~4000亿颗恒星和大量的星团、星云以及各种类型的星际气体和星际尘埃,从地球看银河系呈环绕天空的银白色的环带。银河系的90%的物质为恒星。银河系自内向外分别由银心、银核、银盘、银晕和银冕组成。银河系中心在星系的中心凸出部分,呈很亮的球状,直径约为两万光年,厚1万光年,这个区域由高密度的恒星组成,主要是年龄大约在100亿年以上老年的红色恒星。银河系外围区域多数为新生和年轻的恒星。我们的太阳系离银河系中心大约2.6万光年,距离银道面大约100光年。银河系周围几十万光年的区域分布着十几个卫星星系,银河系通过缓慢地吞噬周边的矮星系使自身不断壮大。太阳位于银河一个支臂本地臂上,至银心的距离大约是2.64万光年。

仙女星系(Andromeda Galaxy),曾被称为仙女座大星云,位于仙女座方位的拥有巨大盘状结构的旋涡星系,梅西耶星表编号为M31,星云星团新总表编号为NGC 224,直径22万光年,距离地球有254万光年,是距银河系最近的大星系。仙女星系在东北方向的天空中看起来是纺锤状的椭圆光斑,是肉眼可见的最遥远的天体之一。仙女座星系的直径至少是50千秒差距(16万光年),为银河系直径的1.5倍(银河系直径为十万光年)。仙女座星系的质量(包括暗物质)大约是1.23×10M☉(或1.23兆太阳质量),相当于银河系质量(5.8×10M☉)的2.12倍。仙女星系是本星系群中最大的星系。斯皮策空间望远镜的观测显示仙女座星系有将近一万亿颗恒星,数量远比银河系多。2006年,重新估计银河系的质量大约是仙女座星系的50% 。

由此可见,尽管仙女系比银河系大一点,但其大小尺度还是与银河系处于同一当量的,如果银河系与仙女系在形成之初时就处于同一个星系团,那么这两个星系也应该在属性上很相近,故正常情况下,应该不会发生相遇这种极为特殊的情况。我们知道,宇宙各种天体都是背向宇宙中心点往外扩散膨胀的,大量的观测也表明,人类在我们所在的天体进行观测也确实发现绝大部分天体都在进行红移的情况,但同时也发现了一些处于蓝移状态并接近我们的少量天体,只不过这种情况多发生在不属于同一单元的其他天体身上,但如今的这种特列却正发生在处于同一星系团的两个最大星系身上,仙女座星系正以每秒120千米的速度向银河系接近。何以如此?

本文认为,造成这种现象只能有两种情况:其一,这种天体是位于我们相对宇宙中心的内侧,且正在加速远离宇宙中心;其二,我们所在的天体位于发生蓝移天体的外侧,这种蓝移是由于我们所在的天体往外扩张膨胀的速度突然相对其他天体变慢而造成的相对蓝移。分析认为,第二种情况是基本不可能的,因为我们所在的天体所观测到的红移现象是普遍的,其根本原因在于绝大部分天体都执行这样一种规律:离宇宙中心的距离与远离宇宙中心的速度成正比,只有这样才能造成普遍的红移现象。另外,如果我们的银河系加速往外膨胀的话,我们所观测的天体就应该会看到大量的蓝移,而不是普遍的红移了。因此,我们所在的银河系是遵循宇宙膨胀的普遍规律的,其他天体发生蓝移只能是基于其位于我们的内侧且加速远离宇宙中心所造成的。因此,仙女座星系之所以会加速接近银河系只能属于第一种情况,而造成这种情况又可能有如下两种原因。

其一,仙女系本来就不属于本星系群,它只能是其在加速膨胀过程中而于不久前与本星系群不期而遇罢了;其二,仙女系属于本星系群,但却在不久前突然获得了巨量的不明能量而得以加速。本文认为,第二种情况的可能性不大,因为作为自然天体是不可能突然获得额外能量的,除非真的有非自然的“神力”助力,而这只能是形而上的信仰问题。因此,第一种情况的可能性较大。

本星系群本来就是一个典型的疏散星系,这种星系没有稳定的结构,存在很大的临时组合可能性,但即便如此,作为同属一个星系团的星系的运行速度也应该基本相近,而何以会出现仙女系的这种运行速度完全迥异的现象哪?唯一的解释,仙女系是外来客!我们知道,宇宙大爆炸过程中新产生的天体速度也往往是不均衡的,有些天体就有可能会因此获得较大能量而导致其运行速度快于大部分天体。在这种情况下,假如仙女系形成的时间较银河系更晚一些,那么就有可能造成这种蓝移现象,即是说:仙女系原来并不属于本星系群,他是若干年以前从宇宙深处飞过来的年龄相对较轻的不速之客。只有这样,我们才能解释清楚,作为同处于一个星系团的仙女系为何居然要发生与银河系相遇的情况,这在事实上也是有许多佐证的。

不久前,由法国和中国科学家联合组成的研究小组提出了关于仙女座星系最新的理论,他们认为仙女座星系的年龄还不到30亿年。这也就是说仙女座星系比太阳“年轻”,甚至比地球还要“年轻”。研究人员认为仙女座星系形成于大约30亿年前宇宙的一次大合并,因为科学家在其圆盘上观察到有大量“年轻”的恒星存在着,它们在圆盘上随机地运动。仙女系年龄如此之轻,更加充分地说明它极有可能是来自于宇宙深处的年轻一辈,而与本星系群其他星系迥然不同,它应该是本星系群的新成员,正因如此,它才后来居上,要超越本星系群的其他星系而在将来与银河系相遇。

此外,仙女系的特殊运行轨迹也说明了这个问题。依据现有的证据,似乎在不久前的过去M32信息曾经与作为M31的仙女系相遇过 ,M32原本可能是一个大星系,但核心被M31从星盘内剔除,并且在核心区域经历恒星形成的暴增。不仅如此,M110看来也曾经与M31有过交互,并且天文学家在M31的星系晕中发现了从这个卫星星系被剥离的富含金属星的星流。这说明,仙女系在运行轨迹上很不寻常,以至于他曾经与很多星系相遇过。仙女系这种特殊的运行轨迹,只能说明它的运行速度的确不一般。

上述事实将完全能够支持仙女系是来自于宇宙深处的不速之客的观点。那么,仙女系真的会在将来与银河系相撞吗?未必!

有许多人推测,本星系群的主要成员仙女座星系与我们所在的银河系不久后也会落入合为一体的命运。不过,由于这两个星系的距离有250万光年远,因此两个星系要合为一体恐怕需要相当长的时间。但在数十亿年后的遥远未来,两个巨大的星系将会合为一体并长成更为巨大的星系。随着数十亿年的时光流逝,本星系群的所有星系会互相合并,最终形成一个巨大的星系。星系的旋转运动会随着合并的发生慢慢消失,最终会出现一个巨大的椭圆星系。

2012年,天文学家分析了哈勃望远镜观测的仙女座星系在2010-2012年的运动状态,确定了两个星系肯定会碰撞。他们发现,两个星系的横向速度比原先估计的要小得多,所以估计两个星系将在37.5亿年以后相遇。空间望远镜研究所的弗兰克·萨默斯根据凯斯西储大学的克里斯·米霍斯教授和哈佛大学的拉尔斯·赫恩奎斯特教授的研究制作了描述这一预期事件的计算机图像。

不过,美国巴尔的摩太空望远镜科学研究所的天文学家们前两日刚发布消息称银河系与仙女座星系相撞的时间将推迟6亿年,从原先估计的39亿年推迟到了45亿年,仿佛可以让全人类缓一口6亿年的气了,这是因为根据最新的天文观测和计算发现,这两大星系的第1次交会将是擦肩而过而并非正面相撞。但两大星系的运行趋势终究还是要相撞的,所以两者会在擦肩而过后接着回身再拥抱,计算发现第1次相撞将发生在两者交汇而过之后的6亿年左右,所以两者的相撞很可能将发生在45亿年后。

本文认为,上述研究结果是在没有考虑宇宙演化的的未来发展趋势下得出的轻率结论,因而不足为信。根据我们的新文明理论——统一信息论,宇宙将最晚在58亿年后停止膨胀(参阅《宇宙将最晚在58亿年后停止膨胀》)。如果这一理论被最终证实的话,那么,宇宙膨胀速度将在不久的将来逐渐降低,所有宇宙天体的向外扩张的速度也会逐渐趋向于零,40亿年后的仙女系向外扩张的速度当然也会降低很多。在这种情况下,仙女系就无法与银河系相遇了。

退一步说,即便仙女系届时向外扩张的速度仍然存在追上银河系的理论可能性,但由于几十亿年的宇宙膨胀必然会使宇宙空间结构和天体分布格局发生了巨大变化,此时的仙女系也有可能因此被改变其运行方向,而无法与银河系相遇了!


 
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