天文學家發現，銀河系邊緣正在彎曲，它未來會解體嗎？【宇宙觀察】

銀河系就要解體了 在最近的一次觀測中 天文學家發現 人馬座懸壁上有一部分恆星 已經脫離了原本的銀河系懸壁結構 獨立出了一條俯仰角 約爲60度的新懸壁 這是很不尋常的現象 因爲銀河系 已經是100多億歲的老星系了 結構應該十分穩定纔對 這次新懸壁的出現 也許就意味着 銀河系內部 已經發生了引力異常 若干顆恆星 正在脫離原本的位置 甚至不排除銀河系 在某一天分崩離析的可能性 這樣一來的話 太陽系和地球將被甩出去 成爲流浪恆星和流浪地球 作爲一個直徑18萬光年 擁有數千億顆恆星的傍旋星系 天文學家其實很早就發現 銀河系存在很多奇怪的地方了 比如外側恆星的公轉速度 比內側恆星還快 但卻並沒有因此被甩出銀河系 反而依然能穩定在星系邊緣 一直到暗物質理論的出現 這個問題纔算得到了解決 簡而言之 暗物質是一種比普通物質 還多五倍的物質 它們除了提供額外的引力外 幾乎不表露任何特徵 因此銀河系內 除了我們看見的四千億顆恆星外 至少還有相當於兩萬億顆 恆星質量的暗物質存在 銀河系實際上是被它們包裹住的 因此外側恆星才能保持穩定 然而這次新懸壁的出現 或許意味着銀河系內的暗物質 正在減少 未來人馬座懸壁 有可能斷裂成兩半 數千億顆恆星將分成兩個部分 直至在中心區域超級黑洞的斡旋下 形成新的引力平衡 整個過程可能會持續數十億年 其實不論是哈勃望遠鏡 還是韋伯望遠鏡 都沒有在宇宙中 拍到過單個星系的斷裂現象 因爲星系裏面做主的並不是恆星 而是中心區域的超級黑洞 只要黑洞的狀態不出問題 不管是數千億顆恆星 還是數萬億顆恆星 都只能改變自己 在星系內的位置而已 而無法大批量離開星系 成爲流浪恆星 我們銀河系真正的分崩離析 最快也將發生在37.5億年後 因爲此時仙女座星系 正在靠近銀河系 時間一到 它們就會發生碰撞融合 銀河系和仙女座星系的 十幾條懸壁 都會在這個過程中 被完全打亂重組 變成一個新的星系 兩個星系加起來上萬億顆恆星 以及合併後的 更大的超大質量黑洞 將讓銀河系和仙女座 失去原來的懸壁結構 成爲一個不規則的 橢圓星系 此時此刻 太陽系正帶着地球上的我們 以每秒220千米的速度 在銀河系內飛奔 需要2.2億年 才能完成一次公轉 天文學家最大的願望 就是在未來的公轉路上 不會遇到流浪黑洞 或者是正在爆發的超新星 只要這些不會發生 那麼 在下次公轉週期到來之前 人類文明就有希望 成爲真正的宇宙文明 你現在看到的 是目前人類發現的宇宙中 最大的結構 五仙北冕座長城 它的長度達到了100億光年 在可觀測宇宙內 就像是一條綿延的巨龍 在它面前 不論是直徑18萬光年的 銀河系 還是5.2億光年的 拉尼亞凱亞超新系團 都是小嘍囉罷了 根本不值一提 因爲就連它們本身 也只是另一條 宇宙長城的組成部分 在直徑930億光年的 可觀測宇宙裏 若干條宇宙長城彼此交織 組成了宇宙網狀結構 網眼裏的黑暗 是暗物質和暗能量 此刻 它們正在讓宇宙加速膨脹 所以天文學家認爲 宇宙長城 在未來會被逐漸撕裂 解體成更小的結構 但問題在於 可觀測宇宙 只是全宇宙的一小部分 可能是幾百分之一 有可能是幾萬億分之一 如果宇宙真是無限大的話 我們很難確定 可觀測宇宙的膨脹 也許可觀測宇宙裏的一系列現象 只是全宇宙某一個角落的特殊狀態罷了 具體到宇宙長城上來看 可觀測宇宙內的長城 只是全宇宙無數條長城之一 長度也未必就是最長的 因爲在無限大的宇宙中 引力完全有可能 塑造出更大規模的宇宙結構 甚至整個宇宙 可能都是 一顆閉合的四維超球體 一個最大的單體結構 四維宇宙這個概念 最早能追溯到 愛因斯坦的廣義相對論 在這個理論中 光會沿着彎曲的時空傳播 而彎曲又是由質量引起的 所以物質有可能會讓宇宙 彎曲成一個閉合球面 就跟地球的形狀一樣 而所有星系 就像是散落的島嶼 在這種情況下 由於宇宙時空是閉合的 所以也就是無限的 只不過 我們沿着一個方向飛的話 最終會回到原點而已 這種有界無邊的模型 意味着想要飛出宇宙 就需要一個新的方向 這個方向在地球上 是垂直向上的 在宇宙中就是第四個維度 然而目前爲止 科學界對高維空間 並沒有什麼研究 只是在數學上 有一些描述而已 因此連帶着宇宙的形狀 和大小邊界等一系列問題 都還屬於未解之謎系列 也許我們終其一生 觀測到的宇宙 只是宇宙漫長時光中的 一個小切片 完全做不到 揮翼巴爾致全爆的水平 目前維波望遠鏡 最遠觀測到過 132億光年外的星系 也就是宇宙大爆炸後 誕生的第一批星系 當時的宇宙 還沒來得及形成網狀結構 各個星系 是真正的孤島狀態 然而奇怪的是 當時的星系質量 就已經很大了 核心區域 也有超大質量黑洞 天文學家認爲 維波望遠鏡的新發現 或許預示着 宇宙的年齡 遠比我們想象的要長 138.2億年前 未必就是宇宙的起點 也許當時的宇宙 已經存在相當長一段時間了 連超大質量黑洞 都孕育出來了 總體來看 如果宇宙的年齡 在未來真的翻倍 甚至是更久遠的話 現在看上去 堅固的一些宇宙學理論 都會被重新推倒重來 爲什麼天文學家斷言 人類永遠 無法到達宇宙邊界 宇宙學上 有個最基本的原理 叫各向同性 也就是 無論觀察者身處何地 無論觀察方向如何 宇宙總是 以同樣的方式 呈現給觀察者 以地球爲原點 半徑465億光年 畫一個球體 就是現在 宇宙學觀測的極限 也叫哈勃體積 但是需要注意的是 可觀測宇宙 只是全宇宙的一小部分 所以 它的邊界 也絕不是宇宙的邊界 就像飛出地球 不是飛出太陽系一樣 根據愛因斯坦的 廣義相對論 天文學家認爲 宇宙的體積是有限的 但它的邊界是無限的 我們用螞蟻舉例子 如果把小螞蟻 放在氣球表面 它會向任何 可以想象的方向 跑任意長的時間 而不會遇到 一個確定的邊緣 因此在昆蟲看來 它就像在一個 無限大的結構上移動 現在的我們 就是宇宙中的螞蟻 就算是駕駛光速飛船 我們也不可能 飛出本宇宙 甚至連任何阻礙 都遇不到 因爲宇宙 是一個閉合的球面 我們實際上 是在環宇宙航行 最終只會回到起點而已 宇宙學家安德烈 萊恩認爲 我們的宇宙 並不代表萬物的總和 而只是無限的子 宇宙鏈條中 一個無限小的環節 因此自大爆炸以來 宇宙的大部分 將繼續以膨脹的方式擴張 而這種發展 只會在一些 氣泡狀的部分區域停止 所以每個宇宙世界 都可能包含 自己的自然常數值 因此也包含 完全不同的物理定律 從理論上講 各個部分宇宙 甚至有可能相互接觸 比如 我們宇宙現階段的膨脹 就有可能在未來 跟另一個宇宙合併 而不是無限膨脹下去 但是如果宇宙無限膨脹 那麼膨脹的越快 它就會變得越冷 因爲暗能量的影響 加速了宇宙的膨脹 根據我們目前的知識水平 各個星系之間的空間 也將不斷增加 因此光子最終將 紅利到無法辨認的程度 一旦形成 新恆星的氣體用完 已經存在的天體消失 宇宙就會變得一片黑暗 在這種情況下 飛船的速度 肯定是跑不贏宇宙 走向終結的速度的 還有一些天文學家認爲 宇宙的終結 絕不是不可逆轉的終結 而是爲新宇宙的誕生 鋪平了道路 因此實際上 宇宙處於一個穩定的衰落 和上升的循環之中 這種節奏的轉變點 不能稱爲大爆炸 而應該稱爲大反彈 也就是從膨脹到 坍縮到再膨脹的過程 總體來看 在光速限制 每秒30萬公里的情況下 宇宙的邊界 更像是一個水裏的月亮 我們能肯定它存在 但是到達它 首先就需要超光速 而這又是不可能的 所以在可以預見的未來 有關宇宙邊界的 一系列問題 都還只能是未解之謎