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在銀河系與仙女座星系之間,難道是一片254萬光年的虛空?

2024-07-23科學

導語

據衛星距離測量得知,仙女座星系比中國最東邊靠近的東部城市矗立的都動的遠,有著著讓人覺得不可思議的254萬光年之遙。

人們很容易就想當然地認為這254萬光年間什麽都沒有,由銀河系的重力場支撐著,然而實際上我們中間所謂的虛空也不是那麽回事。

「虛空」中的元素。

肉眼不可見的還有銀河系與仙女座星系間的空間中存在著極為稀疏的、集群式分布的物質,其中大部份是電漿,剩余的大部份是瓦斯和塵埃。

空間中這些非常稀薄的物質是宇宙中物質的余暉,緊俏的物質總是很容易組合成比較大的結構,不緊俏的物質反而是宇宙中絕大多數物質的代表,而這些物質構成了形成現有星系的動力學環境。

在宇宙中存在的這些薄如渦虹的物質,大多是在新生恒星與它周圍的內部物質進行聚積構造時因此形成的,有部份還是在熱破裂宇宙的初期構造好之後凝聚的原始物質。

然而伴隨著恒星在較短的時間內大霹靂和燃盡自身燃料後滅亡,恒星周圍的物質也會逐漸變成四散飄浮的星際物質,在重力的作用下由聚集狀態變為分散狀態,流動性和穩定性顯著增加。

在銀河系和仙女座星系相對靠近的方向上,存在巨大的重力場是銀河系的一個深不可測的特點。

銀心所在的部份有極為巨大的恒星團和密集的恒星雲分布,即使在距離銀心幾萬光年以外的地方,仍會有數量龐大的單獨的恒星等物質在這裏聚攏。

然而,即使在這樣巨大的恒星水汽中仍存在著分散的星際物質存在,這是因為在銀心附近這片物質非常豐富的空間內,它們遭受到了恒星等高重物質的重力束縛而無法自由運動。

在這麽大的重力環境中,恒星的數量再多,物質仍然是在向恒星凝聚,這樣高密度的恒星雲中的物質會逐漸從外圍層剝離出來,被重力場拉向恒星中心,不斷增大恒星中的物品質。

這個過程中沒有被吸收進恒星的物質最終會流向周圍地方,形成星際物質。

正因為這一過程恒星物質的生成是快速發展的,所以像銀河系這樣規模龐大的星系的內部仍會出現大量的星際物質存在。

銀心繁忙的是因為恒星聚集在同一區域重力互相勾搭,在這樣高密度的恒星團中,星際物質的分散化程度低,大量星際物質在恒星團形成的重力場下使物質凝結比較困難,因此能穩定存留。

但是在銀心邊緣處,物質被恒星凝聚的能力會大幅下降。

簡單來說,高密度的恒星重力場會阻礙星際物質的自由分散,但是仍無法阻礙物質繼續從恒星系統中以星際物質的方式逃出。

銀系邊緣的物質終究還是被恒星束縛,無法形成很多星團,同時逐漸變得非常稀疏,這就形成了仙女座星系處在的環境,即宇宙中稀疏的星系際物質環境。

流浪在夜空的恒星。

銀河系和仙女座星系間的這片流動的星際物質是非常非常稀薄的,在這裏,一萬億立方千米的空間內只有相容器的沙粒遠不止。

這樣稀薄的星際物質環境對於宇宙中的物質來說無疑是一個很開放的環境,沒有星系的重力阻礙,這些星際物質隨著每個物質質心的慣性運動,不斷向著新的穩定點運動,這就是宇宙中形成星系際物質環境的最終結果。

當物質逃逸到星系際空間之後,如果它有足夠大的運動速度,那麽在逃逸三維空間的擾動力下,它會逐漸變得像流浪的人一樣,遊蕩在星系際空間,成為流浪天體。

在流浪的天體中,有一部份是原本屬於銀河系的,但是在「越獄」逃離銀河系的過程中被扔出去的。

為了逃脫銀河系卡夜叉的重力束縛,這些流浪天體不可避免地會開足馬力,畢竟真的摧制不了重力,如果不這樣做的話酷酷的被丟出去一定很受傷。

最終,它們中的一部份躍過「反沖」從銀河系中流出去,變成了在宇宙中無根基的流浪天體。

由於它們是原本屬於銀河系的一部份,所以它們的組成和自轉方向等等都與銀河系比較相似,因此,當它們在流浪的過程中被人們發現的時候,有一部份會被誤認為是從原始星系中透過宇宙風力等方式到達的。

除了可能被誤解為原始星系外,流浪的天體能帶來的影響還有很多。

最為直觀的一點是它們可能橫穿早期人們只有記載的時段沒有觀測的區域,為我們揭示曾經宇宙如何凝聚形成的大廈現在這個樣子。

另一方面,如果流浪的天體中有活生生命存在的話,它們甚至有可能在一次撞擊星系中的行星時把它們的生命種子撞飛,這樣,就存在星系間傳播生命的可能性。

當然,宇宙中可能存在的生命是不是一定會在撞擊後以各自為政的方式產生新的生命,這一點我們的研究還很有限,日後或許會在研究發現中有新的發現。

暗物質和暗能量。

除了流浪在宇宙中的物質,還有一部份物質在形成後便「結束」了我們的感知圈,不再和其他物質形成任何聯系,它們就是暗物質和暗能量。

暗物質和暗能量的存在已經受到了人類透過宇宙微波背景放射線的間接證據的肯定,但是它們的本質和構成非常不為人熟知,仍然是不可預知的宇宙中存在的未知元素。

暗物質是一種我們無法直接觀察到的物質,現有各種儀器的探測手段中,能和暗物質有因果性聯系的只有它的重力場,但是由於暗物質的品質非常低,因此其完全品質的重力效應還是非常不明顯的,因此沒有太多被觀測到暗物質的充足手段。

另一方面,暗物質在發射、散射等過程中發出的放射線也是不能被人類直接感知到的,因為它們不是由我們能感知的物質構成的,因此它們的放射線也和人類感知的放射線不同,我們無法透過目前的放射線探測手段觀測到暗物質的放射線。

暗能量是一種我們從來沒直接觀察到過的物質。

人們通常是透過觀測恒星等物質出現過的位置和性質來獲取宇宙背景中的暗物質和暗能量的一定資訊,然而,暗能量沒有向暗物質那樣體現出重力,因此它幾乎不會對已經觀測到的天體形成可探測的影響,因此,現在,人們對暗能量的研究進展比較緩慢,但是最終,人們一定會憑借自己聰明的腦袋想出辦法來探測到暗物質的存在的。

暗物質和暗能量是對人類認知宇宙提出了新的挑戰的物質。

由於暗物質和暗能量在我們的認知範圍外,人們更或多或少會對它們的構成和性質產生懷疑和猜測,但是,目前,人們對暗物質和暗能量的認知仍是邏輯和推導的範圍內,我們仍需要新的擴充套件性觀測結果才能確定這些認知是不是正確的。

在這個過程中,人們對宇宙本質的理解會逐漸豐富,人們對宇宙的探求也會變得越來越充實。

結語

銀河系和仙女座定會在未來的時間被這些積極向上的人們探究出新的資訊,人類對宇宙從來都沒有停止過探求,我們總是會不斷發現新的知識,對自己變得更有自信,對宇宙變得更有了解。

隨著我們不斷突破技術和視野的限制,我們可以探測到的物質將會變得越來越多,我們對宇宙的認知也會變得越來越全面。

暗物質和暗能量的發現是人類對於宇宙起源和演化的深入思考的成果,是天體物理學和宇宙學領域的大發展,也是人類不斷探索的動力源泉。

人類未來的探索不會只停留在對暗物質、暗能量等等宇宙現象的研究上,宇宙是無限巨大的,它還有許多我們還未發現的現象和結構,我們將會繼續發現形成這些未知的意義,為人類和宇宙的未來奠定基礎。