銀河系在宇宙中是如何運動的?對於這個問題,科學家早已給出了確定的答案,即:銀河系正帶著人類在宇宙中飛馳,其速度相當快,大概是一天5200萬公里。下面我們就來看看這具體是怎麼回事。
想要描述一個物體的運動狀態,首先就需要為其選擇一個合適的參照物,銀河系當然也不例外,實際上,科學家為銀河系選擇的參照物,其實就是大名鼎鼎的「宇宙微波背景 」。
簡單來講,「宇宙微波背景」是一種遍布整個宇宙的電磁輻射,它們被稱為「宇宙中最古老的光子」,因為光速是有限的,所以這些光子至今仍然在宇宙中傳播。由於宇宙中所有的天體都是在「宇宙微波背景」之中運動,因此它當然也就是描述銀河系運動狀態的理想參照物。
從整體上來講,「宇宙微波背景」在各個方向都是均勻的,但如果我們在地球上對其進行觀測,就會發現它在不同的方向上有一些細微的差異。
這些差異並不是由於宇宙微波背景本身的性質,而是由於地球的運動造成的都卜勒效應,當我們觀測宇宙微波背景時,我們會發現,在地球運動的方向上,其頻率會升高一點,波長會變短一點,這被稱為藍移,而在反方向,其頻率則會降低一點,波長也會變長一點,這被稱為紅移。
通過對這種現象進行觀測和分析,我們就可以計算出地球相對於「宇宙微波背景」的速度,在此基礎上,再結合地球與太陽在銀河系的運動狀態,就可以計算出整個銀河系相對於「宇宙微波背景」的速度。
實際上,早在上世紀70年代,科學家就通過上述的方法計算出,銀河系在朝著長蛇座與半人馬座方向運動,其相對於「宇宙微波背景」的速度大約為600公里/秒,大概就是一天5200萬公里。但由於該方向剛好被銀河系的星系盤擋住了,科學家卻遲遲沒有確定銀河系的目的地在哪裡。
直到基於紅外線、無線電波等電磁波的觀測技術發展起來之後,科學家才得以「看」到銀河系的星系盤的後面是什麼,這是因為像紅外線、無線電波這樣的電磁波,其波長比可見光更長,可以穿過銀河系的星系盤中的氣體和塵埃。
科學家發現,銀河系之所以會這樣運動,其實是因為受到了一個引力源的吸引,這個引力源距離我們大約1.5億至2.5億光年,其引力非常強大,以至於其周圍幾億光年範圍之內的大量星系都在朝著它運動,所以科學家就將其命名為「巨引源」(The Great Attractor)。
科學家推測,「巨引源」的引力之所以如此強大,應該是因為它是銀河系所在的「拉尼亞凱亞超星系團」(Laniakea Supercluster)的引力中心,除此之外,在其「背後」的「夏普利超星系團」(Shapley Supercluster),還給它提供了額外的引力。
綜上所述可知,銀河系的目的地其實就是「巨引源」,那麼問題就來了,銀河系帶著人類在宇宙中飛馳,在遙遠的未來,它會不會墜入「巨引源」呢?其實我們不必對此擔心,因為銀河系永遠不能抵達它的目的地。
過去的研究表明,宇宙其實一直處於持續膨脹的狀態,這就會造成那些遙遠的天體都會具備一個遠離我們而去的速度,這種速度也被稱為「退行速度」,根據科學家的測算,天體與我們之間的距離每增加1百萬秒差距,其「退行速度」就會增加大約67.8公里/秒。
1百萬秒差距大約為326萬光年,而「巨引源」與我們的最近距離約為1.5億光年,據此我們就可以計算出,「巨引源」的「退行速度」大約是3120公里/秒。
也就是說,儘管銀河系在以大約600公里/秒的速度向「巨引源」運動,但由於宇宙的膨脹,「巨引源」卻在以大約3120公里/秒的速度遠離我們而去,顯而易見的是,在這樣的情況下,銀河系在未來只會與「巨引源」越來越遠,永遠都不能抵達它的目的地。