無論是相對論還是量子力學(xué)都能表明,宇宙中的萬物都會存在某種運(yùn)動(dòng),地球以30公里/秒的速度環(huán)繞太陽運(yùn)動(dòng),太陽以230公里/秒的速度環(huán)繞銀河系中心運(yùn)動(dòng)。與此同時(shí),銀河系也在宇宙中高速運(yùn)動(dòng)。 至于銀河系怎樣在宇宙中運(yùn)動(dòng),取決于參照系的選擇。 銀河系的運(yùn)動(dòng) 相對于仙女座星系而言,銀河系目前正以110公里/秒的速度在朝著仙女座星系運(yùn)動(dòng)。不過,銀河系并不是徑直朝著仙女座星系方向前進(jìn),而是以螺旋的方式在靠近。大約在40億年后,兩個(gè)星系會發(fā)生碰撞,最終將會融合成一個(gè)星系。 那么,在更大宇宙尺度上,銀河系又是怎么運(yùn)動(dòng)的呢? 雖然宇宙中不存在絕對靜止的參照系,但宇宙微波背景可以作為一種很好的靜止參照系。因?yàn)橛钪嬷械拿總€(gè)角落都充滿了宇宙最古老的光子,宇宙微波背景的分布極為均勻,溫度波動(dòng)僅有萬分之四。 宇宙微波背景的偶極異向性 通過測量宇宙微波背景的偶極異向性,可以知道銀河系在宇宙中的運(yùn)動(dòng)速度。觀測結(jié)果表明,宇宙微波背景在獅子座方向上波動(dòng)+3.5 mK,在寶瓶座方向上波動(dòng)-3.5 mK。 在宇宙微波背景靜止參照系中,處于平衡狀態(tài)的光子在運(yùn)動(dòng)方向上發(fā)生了藍(lán)移,而在相反方向上發(fā)生了紅移,所以地球正朝著獅子座方向運(yùn)動(dòng),遠(yuǎn)離寶瓶座方向,速度約為368公里/秒。 再扣除掉地球在銀河系中的運(yùn)動(dòng),可以算出銀河系在宇宙中的運(yùn)動(dòng)速度為627公里/秒,相當(dāng)于每小時(shí)225萬公里。按照這個(gè)速度,銀河系每年會行進(jìn)200億公里,每476年行進(jìn)1光年。 銀河系的前進(jìn)方向靠近長蛇座的中心,如此快的本動(dòng)速度意味著有股強(qiáng)大的力量在驅(qū)動(dòng)銀河系前進(jìn),這會是什么呢? 包含銀河系的本星系群是本超星系團(tuán)的一部分,本超星系團(tuán)的質(zhì)量中心位于5380萬光年外的室女座星系團(tuán),這個(gè)巨大的質(zhì)量中心會把整個(gè)本星系群吸引過去。不過,室女座星系團(tuán)并非驅(qū)使銀河系快速運(yùn)動(dòng)的真正原因,因?yàn)榫瓦B室女座星系團(tuán)也在朝著長蛇座方向運(yùn)動(dòng)。 異常強(qiáng)大的引力中心:巨引源 天文學(xué)家測量了大量星系的位置和運(yùn)動(dòng),最終發(fā)現(xiàn)了長蛇座方向存在一個(gè)引力異常強(qiáng)大的中心,它被稱為巨引源,距離銀河系大約1.5億到2.5億光年。據(jù)估計(jì),巨引源的質(zhì)量至少為太陽質(zhì)量的3億億倍,為銀河系質(zhì)量的3萬倍。 在巨引源強(qiáng)大引力的作用下,銀河系以及其他幾百萬個(gè)星系都在朝著巨引源運(yùn)動(dòng)。按照最短的時(shí)間估算,銀河系抵達(dá)巨引源所需的時(shí)間至少為700億年。即便考慮到加速運(yùn)動(dòng),所需的時(shí)間仍然要上百億年。 無法抵達(dá)的終點(diǎn) 在如此漫長的時(shí)間里,宇宙膨脹會把銀河系與巨引源之間的空間越拉越大,以至于銀河系的本動(dòng)速度追不上巨引源的退行速度,這意味著巨引源將會離銀河系越來越遠(yuǎn),最終根本無法到達(dá)。不僅是巨引源,就連本超星系團(tuán)中的星系都會因?yàn)榭臻g膨脹而四分五散,星系會各自在廣袤的空間中獨(dú)行。 |
|