银河系与仙女座星系的碰撞:预测与影响

银河系与仙女座星系的碰撞预计将在40亿年后发生,但这并不会对人类构成威胁。首先,由于太阳的核聚变反应会消耗质量并增加辐射强度,预计在10亿年后,地球将因温度过高而不适合人类居住。其次,即使人类能够在地球温度过高之前离开地球前往宜居星球,由于宇宙中天体之间的距离都是很遥远,因此银河系和仙女座星系的合并并不会对那个时期的人类构成威胁。

银河系与仙女座星系的碰撞:预测与影响

40亿年后,当银河系与仙女座星系相碰撞时,人类是否会因此灭绝呢?

星系的合并在宇宙历史中是相当常见的。我们生活的星系群被称为本星系群,包含了几十个类似银河系的星系。在这个星系群中,仙女座星系是最大的,而银河系则是第二大的星系。天文学家通过观察已经发现,未来银河系和仙女座星系可能会发生碰撞。那么,这个预测是否靠谱?如果真的发生,会是什么样的情况呢?让我们一起来讨论一下这个话题。

我们生活的恒星系被称为太阳系,这个太阳系在银河系中可以说是在郊区的位置。科学家估计,银河系中像太阳这样的恒星大约有1500亿至4000亿颗,银河系的直径大约是20万光年。这么庞大的宇宙结构能够聚在一起,主要有两个原因。第一个原因是银河系中心有一个质量巨大的黑洞,据科学家估计,这个黑洞大约有400万个太阳质量。除了黑洞之外,银河系中心的物质密度远高于银河系外围。但是,仅仅依靠黑洞和银河系中心的天体,它们的引力其实并不足以将银河系中的天体聚在一起。真正起到关键作用的是暗物质,它们所能提供的引力远大于可见物质,因此,实际上是这个暗物质盘起到了聚合银河系的作用。所以,暗物质在星系中起到了粘合剂的作用。

太阳原先只能依靠可见物质的引力,以160公里/秒的速度围绕银心运动。但是,由于暗物质的存在,太阳的速度提高到了240公里/秒。科学家发现,这种情况不仅仅存在于银河系,大多数的大星系也都存在暗物质,暗物质也起到了它们的粘合剂的作用。从整个宇宙的角度来看,暗物质的比例大约是可见物质的5到6倍。仙女座星系也存在暗物质。仙女座星系和银河系会在各自的暗物质和可见物质的引力作用下,相互靠近。科学家曾经计算过,大约在40亿年左右,两个星系会彼此接近并最终形成一个更大的星系。

实际上,人类并不会受到影响。首先,人类很难生存到那个时期。地球上的主要能源来自太阳的辐射,而太阳的辐射主要来自太阳核心的氢原子核聚变反应。太阳内核的氢原子核聚变反应会产生向外的压力,这个压力会和太阳自身的引力达到平衡。这种力的动态平衡使得太阳不会像氢弹那样一下子爆炸,也不会在引力作用下缩成一团。然而,太阳的核聚变反应会消耗质量,这部分质量会以能量的形式释放出来。通过计算,我们可以知道,太阳每秒损失420万吨的质量。太阳虽然巨大,但它也无法承受亿万年的消耗。质量的减少就会导致引力的减小,这会使得引力束缚核聚变反应的能力下降。因此,太阳的核聚变反应会增强,对外的辐射强度会增强,地球上接收到的太阳辐射就会变大,温度就会上升。大约在10亿年后,地球就会因为温度过高而不适合人类居住。

然而,人类实际上并没有10亿年的时间。因为在5亿年后,地球的温度就可能会提高到摧毁地球上的植物的程度。一旦植物灭绝,整个食物链也就崩溃了,人类也就会灭绝。因此,尽管银河系和仙女座星系的合并是在40亿年后,但在1亿年后,银河系会先与人马座矮椭球星系合并。在地球的历史上,每次银河系与人马座矮椭球星系相遇时,都会引发许多变故,比如大冰期。因此,人类很有可能在1亿年后的这次变故中就灭绝。也就是说,人类很难撑到银河系和仙女座星系合并的时期,就更谈不上会受到影响。

其次,即使人类能够在银河系和人马座矮椭球星系的合并中生存下来,并且能够在地球温度过高之前离开地球前往宜居星球,那么银河系和仙女座星系合并时,会对那个时候的人类有什么影响吗?当然,就像前文提到的,一般的星系合并都会引发一些变故。由于我们这里假设了人类可以挺过银河系和人马座矮椭球星系的合并,因此,我们同样假设了人类可以应对银河系和仙女座星系合并时带来的变故。

如果人类真的有本事挺过那么多灾难,那么银河系和仙女座星系的合并并不会对那个时期的人类构成威胁。因为在宇宙中,天体之间的距离都是很遥远的。举个例子,距离太阳系最近的比邻星系都有4.2光年的距离。银河系内的恒星系之间的平均距离大约在3光年左右。如果我们把太阳看做是一个5毛钱的硬币,那么比邻星就像是这个硬币700公里远的另一个5毛钱硬币。仙女座星系和银河系的情况也是类似的,也是非常空旷,这应该是宇宙的常态。当两个星系合并时,除了两个星系中心的高密度区域可能会发生一些天体的合并之外,其他地方其实都不会发生这种情况。因此,到那个时候,我们只会看到天上的一部分星系变得更亮更大了,而并不会构成任何威胁。

人类肉眼能够看到的星系有哪些呢?

人肉眼可以看到的河外星系有4个,其中两个在北半球可见,两个在南半球可见。北半球的两个是仙女座星系和三角座星系。仙女座星系比较出名,位于仙女座,也叫M31,视星等3.4等,在晴朗的夜空中还是比较容易找到的,这是我们肉眼见到的最大的星系,质量大约是银河系的2倍,距离我们约254万光年,我们银河系就围绕着仙女座星系运动,也是仙女座星系群中最大的星系,银河系排第二。三角座星系,也叫M33,位于三角座,视星等5.7等,基本上属于肉眼勉强可以看到的亮度,距离我们约300万光年,是仙女座星系群中第三大的星系。在南半球可以看到的两个星系是大小麦哲伦星系,也叫做大小麦哲伦云,这两个星系是比较出名的,是麦哲伦进行环球航行时发现的,所以以他的名字命名。这两个星系都是银河系的卫星星系,质量很小,只有银河系质量的几十分之一到百分之一,但由于距离我们很近,只有十几万光年,所以从地球上看去很大很明显,就像两片淡淡的白云一样,在南半球非常容易找到。

肉眼能看到的有3个星系:仙女座大星系,大/小麦哲伦星系。仙女座星系的视面积其实有满月的好几倍,但由于亮度只有4.8等,看起来比月亮小得多,只是一个模糊的光斑。大麦哲伦星云看起来是朦胧的一大片,面积约有银河的1/4,亮度为0.4等,由于面积大,看起来比较暗淡,像是从银河系撕下的一大块,被扔在那里漂浮着。小麦哲伦星云面积为5°19′×3°25′,亮度为2.3等。大/小麦哲伦星系都是银河系的卫星星系。还有一些目击者声称肉眼看到过M33风车星系(距离300万光年,5.7等),不过这个还有待证实。如果属实,那这可能是肉眼看到的最远的天体。

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