科学家:终有一天,行星会逃离恒星的束缚

2019-11-22   排头博览

(文/Neel V. Patel)

有人会问:如果宇宙不断膨胀,是否存在一个相对可预测的时间框架,行星无法围绕恒星旋转,因为没有足够的引力?膨胀是否意味着观星最终将成为过去?

宇宙的膨胀会让一些天体物理学家和宇宙学家夜不能寐,因为这类研究存在大量的不确定性。但从我们目前对膨胀率的大多数观察来看,在可预见的未来,我们不会看到所有物体都被拉伸得太大,以至于引力不再起作用。卫星将继续围绕行星旋转;行星将继续围绕恒星旋转;恒星将继续形成星系。

为什么?假设你有两辆车在高速公路上行驶,一辆车在另一辆前面30英尺。如果宇宙在膨胀,那么理论上这些物体之间的距离会随着时间变得越来越大。但是如果第二辆车随着时间的推移缓慢而持续地加速,它将克服扩张的影响,并保持与第一辆车相同的30英尺的距离。

正如天体物理学家Ethan Siegel在《介质》(Medium)杂志上发表的一篇文章中所写的那样,宇宙的膨胀不是施加在其中的力,而是速率。其他力量有可能超过这个速率。

在非常大的尺度上,引力似乎不能克服膨胀的影响。有些结构,比如星系超星系团,在重力的作用下结合不够紧密。最终,它们将被延伸到足够远的地方,不再是一个超星系团,而仅仅是单个星系。

但是当你开始谈论更小的物体,如恒星、行星和整个星系本身,力的影响,如电磁力和核力,会更加显著。这些力,甚至地心引力,有助于克服宇宙在小尺度上膨胀的影响。你只需要有可以匹配或超过膨胀速度的力,当物体之间的距离越小时,这就容易得多。

事实上,一切都取决于膨胀率是否会随时间急剧变化(谁知道接下来100亿年会发生什么)。但就我们所知,银河系将保持在一起。地球将围绕太阳旋转,其他行星也一样,直到太阳爆炸成为超新星。其他恒星系统和星系也是如此。然而,我们将要失去的是由成百上千个星系组成的更大的星系团。它们无法逃脱宇宙的膨胀,最终它们会被拉得太远而无法相互作用。

来源:麻省理工科技评论网