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在银河系与仙女座星系之间,难道是一片254万光年的虚空?

2024-07-23科学

导语

据卫星距离测量得知,仙女座星系比我国最东边靠近的东部城市矗立的都动的远,有着着让人觉得不可思议的254万光年之遥。

人们很容易就想当然地认为这254万光年间什么都没有,由银河系的引力场支撑着,然而实际上我们中间所谓的虚空也不是那么回事。

「虚空」中的元素。

肉眼不可见的还有银河系与仙女座星系间的空间中存在着极为稀疏的、集群式分布的物质,其中大部分是等离子体,剩余的大部分是气体和尘埃。

空间中这些非常稀薄的物质是宇宙中物质的余晖,紧俏的物质总是很容易组合成比较大的结构,不紧俏的物质反而是宇宙中绝大多数物质的代表,而这些物质构成了形成现有星系的动力学环境。

在宇宙中存在的这些薄如涡虹的物质,大多是在新生恒星与它周围的内部物质进行聚积构造时因此形成的,有部分还是在热破裂宇宙的初期构造好之后凝聚的原始物质。

然而伴随着恒星在较短的时间内大爆炸和燃尽自身燃料后灭亡,恒星周围的物质也会逐渐变成四散飘浮的星际物质,在引力的作用下由聚集状态变为分散状态,流动性和稳定性显著增加。

在银河系和仙女座星系相对靠近的方向上,存在巨大的引力场是银河系的一个深不可测的特点。

银心所在的部分有极为巨大的恒星团和密集的恒星云分布,即使在距离银心几万光年以外的地方,仍会有数量庞大的单独的恒星等物质在这里聚拢。

然而,即使在这样巨大的恒星水汽中仍存在着分散的星际物质存在,这是因为在银心附近这片物质非常丰富的空间内,它们遭受到了恒星等高重物质的引力束缚而无法自由运动。

在这么大的引力环境中,恒星的数量再多,物质仍然是在向恒星凝聚,这样高密度的恒星云中的物质会逐渐从外围层剥离出来,被引力场拉向恒星中心,不断增大恒星中的物质量。

这个过程中没有被吸收进恒星的物质最终会流向周围地方,形成星际物质。

正因为这一过程恒星物质的生成是快速发展的,所以像银河系这样规模庞大的星系的内部仍会出现大量的星际物质存在。

银心繁忙的是因为恒星聚集在同一区域引力互相勾搭,在这样高密度的恒星团中,星际物质的分散化程度低,大量星际物质在恒星团形成的引力场下使物质凝结比较困难,因此能稳定存留。

但是在银心边缘处,物质被恒星凝聚的能力会大幅下降。

简单来说,高密度的恒星引力场会阻碍星际物质的自由分散,但是仍无法阻碍物质继续从恒星系统中以星际物质的方式逃出。

银系边缘的物质终究还是被恒星束缚,无法形成很多星团,同时逐渐变得非常稀疏,这就形成了仙女座星系处在的环境,即宇宙中稀疏的星系际物质环境。

流浪在夜空的恒星。

银河系和仙女座星系间的这片流动的星际物质是非常非常稀薄的,在这里,一万亿立方千米的空间内只有兼容器的沙粒远不止。

这样稀薄的星际物质环境对于宇宙中的物质来说无疑是一个很开放的环境,没有星系的引力阻碍,这些星际物质随着每个物质质心的惯性运动,不断向着新的稳定点运动,这就是宇宙中形成星系际物质环境的最终结果。

当物质逃逸到星系际空间之后,如果它有足够大的运动速度,那么在逃逸三维空间的扰动力下,它会逐渐变得像流浪的人一样,游荡在星系际空间,成为流浪天体。

在流浪的天体中,有一部分是原本属于银河系的,但是在「越狱」逃离银河系的过程中被扔出去的。

为了逃脱银河系卡夜叉的引力束缚,这些流浪天体不可避免地会开足马力,毕竟真的摧制不了引力,如果不这样做的话酷酷的被丢出去一定很受伤。

最终,它们中的一部分跃过「反冲」从银河系中流出去,变成了在宇宙中无根基的流浪天体。

由于它们是原本属于银河系的一部分,所以它们的组成和自转方向等等都与银河系比较相似,因此,当它们在流浪的过程中被人们发现的时候,有一部分会被误认为是从原始星系中通过宇宙风力等方式到达的。

除了可能被误解为原始星系外,流浪的天体能带来的影响还有很多。

最为直观的一点是它们可能横穿早期人们只有记载的时段没有观测的区域,为我们揭示曾经宇宙如何凝聚形成的大厦现在这个样子。

另一方面,如果流浪的天体中有活生生命存在的话,它们甚至有可能在一次撞击星系中的行星时把它们的生命种子撞飞,这样,就存在星系间传播生命的可能性。

当然,宇宙中可能存在的生命是不是一定会在撞击后以各自为政的方式产生新的生命,这一点我们的研究还很有限,日后或许会在研究发现中有新的发现。

暗物质和暗能量。

除了流浪在宇宙中的物质,还有一部分物质在形成后便「退出」了我们的感知圈,不再和其他物质形成任何联系,它们就是暗物质和暗能量。

暗物质和暗能量的存在已经受到了人类通过宇宙微波背景辐射的间接证据的肯定,但是它们的本质和构成非常不为人熟知,仍然是不可预知的宇宙中存在的未知元素。

暗物质是一种我们无法直接观察到的物质,现有各种仪器的探测手段中,能和暗物质有因果性联系的只有它的引力场,但是由于暗物质的质量非常低,因此其完全质量的引力效应还是非常不明显的,因此没有太多被观测到暗物质的充足手段。

另一方面,暗物质在发射、散射等过程中发出的辐射也是不能被人类直接感知到的,因为它们不是由我们能感知的物质构成的,因此它们的辐射也和人类感知的辐射不同,我们无法通过目前的辐射探测手段观测到暗物质的辐射。

暗能量是一种我们从来没直接观察到过的物质。

人们通常是通过观测恒星等物质出现过的位置和性质来获取宇宙背景中的暗物质和暗能量的一定信息,然而,暗能量没有向暗物质那样体现出引力,因此它几乎不会对已经观测到的天体形成可探测的影响,因此,现在,人们对暗能量的研究进展比较缓慢,但是最终,人们一定会凭借自己聪明的脑袋想出办法来探测到暗物质的存在的。

暗物质和暗能量是对人类认知宇宙提出了新的挑战的物质。

由于暗物质和暗能量在我们的认知范围外,人们更或多或少会对它们的构成和性质产生怀疑和猜测,但是,目前,人们对暗物质和暗能量的认知仍是逻辑和推导的范围内,我们仍需要新的扩展性观测结果才能确定这些认知是不是正确的。

在这个过程中,人们对宇宙本质的理解会逐渐丰富,人们对宇宙的探求也会变得越来越充实。

结语

银河系和仙女座定会在未来的时间被这些积极向上的人们探究出新的信息,人类对宇宙从来都没有停止过探求,我们总是会不断发现新的知识,对自己变得更有自信,对宇宙变得更有了解。

随着我们不断突破技术和视野的限制,我们可以探测到的物质将会变得越来越多,我们对宇宙的认知也会变得越来越全面。

暗物质和暗能量的发现是人类对于宇宙起源和演化的深入思考的成果,是天体物理学和宇宙学领域的大发展,也是人类不断探索的动力源泉。

人类未来的探索不会只停留在对暗物质、暗能量等等宇宙现象的研究上,宇宙是无限巨大的,它还有许多我们还未发现的现象和结构,我们将会继续发现形成这些未知的意义,为人类和宇宙的未来奠定基础。