宇宙到今天为止一直在膨胀。遥远的银河系从各个方向都在远离我们。人们很自然地想知道,世间万物都在膨胀吗?银河系在膨胀吗?那么太阳系呢?还有地球上的事物呢?原子在膨胀吗?

宇宙中是不是任何一个星系都在转(会和宇宙一起膨胀吗)(1)

图解:宇宙膨胀,人类模拟绘制出的图片

不是的。只有宇宙本尊在膨胀。把宇宙想象成一条烤箱里正在膨胀的葡萄干面包。当烘烤面包时,面包向四面八方伸展——宇宙就像那样。但是葡萄干并没有变大,它们只是在面包膨胀的同时也在渐渐地远离彼此。

宇宙中是不是任何一个星系都在转(会和宇宙一起膨胀吗)(2)

图解: ΛCDM模型,加速扩张的宇宙。

从宇宙大爆炸和暗能量加速时期开始宇宙就一直在膨胀。但是嵌在宇宙中的物体,像行星,恒星和星系精确地保持相同的大小。宇宙一边增大,一边把各个星系带得远离彼此。我们认为我们看着各个星系向四面八方远离。星系离得越远,它们移动的速度就越快。

有一些例外。仙女座星系实际上正在向银河系移动,而且会在大约40亿年之后和我们撞在一起。在这个例子中,银河系和仙女座星系之间的引力拉力如此的强以致于能克服宇宙膨胀的张力。

宇宙中是不是任何一个星系都在转(会和宇宙一起膨胀吗)(3)

图解:仙女座星系

在银河系中,引力把恒星凝聚在一起,太阳系也是这样。在同一比例中,将原子结合在一起的核心力要大于宇宙膨胀的膨胀力。宇宙会一直以这种方法存在下去吗?也许会的,也许不会。


宇宙中是不是任何一个星系都在转(会和宇宙一起膨胀吗)(4)

图解:自从大爆炸以来,宇宙持续不停地膨胀,现更加速膨胀。

几十年以前,天文学家认为宇宙膨胀来源于宇宙大爆炸留下来的冲力。但是随着1998年暗能量的发现,天文学家意识到宇宙的未来有另外一种可能性。也许随着时间的推移加速的暗物质会越来越多。

从现在开始数十亿年之后,膨胀的力量也许会战胜把各个星系结合在一起的引力。最后,膨胀的力量会强到让恒星系,行星和宇宙本身分崩离析。这就是众所周知的宇宙的一种未来叫“大解体”。并且如果是真的,那么恒星之间,行星之间甚至原子之间的距离将会在未来的时间里不断增大。

宇宙中是不是任何一个星系都在转(会和宇宙一起膨胀吗)(5)

这个真得会在将来发生吗?天文学家不知道。到目前为止他们最佳的观察结果不能排除这种可能性,但是也不能确定。未来天文观察和航天飞街上将会尝试计算暗能量膨胀的速率。行星和恒星之间的空间不会继续增长。只有彼此间没有引力相吸的星系之间的距离会增加。 因为宇宙本身也在膨胀。

宇宙中是不是任何一个星系都在转(会和宇宙一起膨胀吗)(6)

宇宙的膨胀是宇宙中两个遥远星体之间的距离随时间的增加。这是一种会通过空间本身的比例变化而有的固有膨胀。宇宙并不会“扩展到”任何事物,也不需要空间来“存在”于它之外。从科学技术上来讲,无论是宇宙还是宇宙中的天体都没有移动。相反,是度规在控制时空的大小和几何形状按比例发生变化。虽然时空中的光和物体不能比光速更快,但是这一限制不会限制度规本身。在观察者看来,空间正在膨胀,除了最近的星系外,所有的星系都在后退。

宇宙中是不是任何一个星系都在转(会和宇宙一起膨胀吗)(7)

在宇宙大爆炸后大约10——32秒的膨胀时期,宇宙突然膨胀,其体积以1078单位增加(三维中每一维都会以至少1026单位的距离增加)相当于将一个1纳米(10−9米,约为DNA分子宽度的一半)的物体长度扩展到大约10.6光年(大约是1017米或62万亿英里)长。在此之后,宇宙的膨胀逐渐变得更慢,直到宇宙大爆炸后98亿年(40亿年前)才开始逐渐快速地膨胀,而且现在还是如此。

参考资料

1.Wikipedia百科全书

2.天文学名词

3. universetoday-本尊

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