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地球在太阳系里运动,太阳在银河系里运动,银河系是怎么运动的?

2020-01-26  兆尧武

在我们所处的宇宙中,没有什么东西是绝对静止的,每时每刻宇宙万物都在以不同的方式做着运动,当我们在享受各种岁月静好的时候,其实地球正载着我们以大约每秒钟30公里的速度围绕着太阳公转,每当地球完成一次公转,地球上就过了一年。

同样的,太阳也在运动,它带领着太阳系的一众“小弟”,以大约每秒230公里的速度围绕着银河系的中心运动。因为银河系对于太阳系而言非常庞大,所以太阳要花2.2亿个地球年才能够围绕银河系中心转一圈,从开始到现在,太阳也只转了20圈。

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很显然,在更宏观的宇宙结构中,银河系肯定也在做着某种运动,相信大家会比较好奇一个问题,即:地球在太阳系里运动,太阳在银河系里运动,银河系是怎么运动的?今天我们就来讲一下,银河系在宇宙中是如何运动的。

在更大一级的宇宙结构中,万有引力将银河系与邻近的仙女座星系(M31)、三角星系(M33)、NGC 185等50个星系结合在一起,这个结构被称为“本星系群”。在这个直径约1000万光年的庞大结构中,银河系和仙女座星系都算是“大个子”,因此本星系群的引力中心就位于银河系和仙女座星系之间,本星系群内所有的星系都围绕着这个引力中心运动。

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再往上一级,本星系群又与附近的室女座星系团等大约100个星系团(群)一起,组成了一个名为“室女座超星系团”(又称“本超星系团”)的直径约为1.1亿光年的巨型结构。在这个结构里,我们的银河系就不是主角了,根据科学家的观测,室女座超星系团的引力中心位于室女座星系团的附近,也就是说,本星系群正带领着银河系围绕着这里运动。

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在过去的很长一段时间里,科学家都认为室女座超星系团就是银河系在宇宙中所处的最大的结构(注:依靠万有引力约束的结构)了,直到2014年,科学家才发现在室女座超星系团之上,其实还存在着一个更加巨大的结构,这个结构的范围高达5.2亿光年,由300至500个星系团(群)组成,其中包含了大约10万个星系,科学家将其命名为“拉尼亚凯亚超星系团”。

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(上图中的红点代表我们银河系所在的位置)

在“拉尼亚凯亚超星系团”之内,存在着一个引力巨大的怪兽——巨引源(The Great Attractor),在它附近几亿光年范围内的上百万个星系,都在巨引源的引力影响下向其靠拢。巨引源如此强大的引力从何而来,目前还没有最终的定论,科学界的主流观点是,这很可能是在更大尺度的空间里,各种巨型结构的引力所产生的叠加效果。

在这些被巨引源吸引的星系中,也包括我们的银河系,因此在这个尺度下,银河系是在向巨引源运动的。根据科学家的观测,在巨大引力的作用下,银河系正在以大约每秒钟600公里的速度(相对于宇宙背景辐射)向巨引源靠近。

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那么继续往上一级,银河系又是怎么运动的呢?

在宇宙中除了万有引力之外,另外还有一种强大的力量——暗能量。与万有引力相反,它表现出排斥力的性质,并且天体间的距离越远,其作用效果就越明显,因此在比“拉尼亚凯亚超星系团”更大的尺度下,暗能量早就掌控了全局,所以在这种尺度下,银河系在宇宙中所表现出来的运动状态就是与四面八方的天体互相远离。

根据哈勃定律,距离越远的天体,这个互相远离的速度就越快,因此可以看到,当某个天体与我们的距离达到一定的程度的时候,它相对于我们的远离速度就可以超过光速(注:因为这种超光速的现象是由空间膨胀引起的,所以这不违反相关物理定律),这就意味着,在此之后我们就永远无法再看到这样的天体了。

地球在太阳系里运动,太阳在银河系里运动,银河系是怎么运动的?

科学家将宇宙中我们能看到的极限范围之内的区域,称之为“可观测宇宙”,这是一个半径高达约460亿光年的超级巨型区域,理论上讲,由于光速的限制,我们人类永远都走不出这个“可观测宇宙”,而在暗能量的驱动下,还有更多的天体会离开这里,在遥远的未来,我们看到的天空,很可能将会是一片漆黑。

最后讲一下,暗能量的作用并不是只在极大的空间尺度中存在,事实上,由暗能量导致的空间膨胀,正在促使我们银河系与上述的巨引源以每秒钟约3300公里的速度互相远离,也就是说,在暗能量的帮助下,银河系永远也不可能掉进巨引源的“引力漩涡”里。

本文部分图片来自网络,

内容来自今日头条

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