天气预报|天文学家是做什么的?不是做天气预报的,也不是聊星座的( 二 )


比如说,太阳现在也以每秒220公里的速度绕着银河系转动,这个数字大家可以静心想一下是什么意思。
就是说,我们现在坐在这里似乎没有动,但如果在宇宙的框架下来看,我们实际上是动得非常快的。
假设我们不算地球的公转、自转,不算银河系自身的运动,仅仅算太阳绕着银河系的转动,我们每秒就已经飞出去了220公里了。
这么高的速度就要求银河系里的质量,一定要达到一定的量,否则太阳就飞出银河系了。
太阳没有飞出银河系,表示银河系里一定有某种质量在拉着银河系里的恒星在转。那么这些多余的质量是什么?
天文学家们不知道,只知道是有这么个东西,因为看不见它,所以天文学家叫它暗物质。
我们知道,银河系是有邻居的,它并不是孤零零的一个星系。它大概处在一个叫本星系群的群体里面。
这个群体大概有30到50个星系左右,里面大部分的星系个体都比银河系矮小。但是有一个大的邻居。
它就是下图的仙女座大星云(M31),尺寸比银河系还要大,它距离银河系大概有两百五十万光年的样子。
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星系与星系相撞
这是一个特别有意思的故事,关于仙女座大星云。有研究发现,银河系和仙女座大星云,在朝着对方以非常快的速度靠近。
这说明在某个未来,大约四十五亿年后的未来,银河系将要撞上仙女座大星云。
其实宇宙里面星系和星系之间碰撞是经常发生的事情。比如下图是离我们比较近的星系和星系碰撞的漂亮图片。
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我结婚的时候甚至用了其中一个图片作为邀请卡背景,你看两个星系碰出了一个心的形状,这是很常见的。
但银河系毕竟是我们的家园,如果银河系要和M31碰撞的话,太阳会怎么样?太阳会撞上什么东西,会灰飞烟灭吗?
有一个好消息是,这种事情是不会发生的。
为什么呢?因为在宇宙中,星系和星系之间的距离,相比于它们自身的尺寸来说,不是那么大,所以星系和星系撞在一起的几率还是挺大的。
但是,星系里面的恒星其实很小,恒星和恒星之间的距离,相比于它们自身尺寸来说,其实要大很多很多。
所以,不管多少个星系撞在一起,一个太阳撞上另一个太阳的几率是非常小的。
这是不是说我们就OK了呢?好像也不是。
天文学家模拟了银河系和M31撞到一起的状况。黄色的点表示这两个星系中间的恒星,蓝色的点表示这两个星系中的气体。
你会发现,气体和恒星在这样的碰撞过程中,他们的命运是不一样的。
恒星的命运是什么呢?他们在这种碰撞中会丢失角动量,然后会更快地聚集到星系中心去。
也就是说,太阳在这样的碰撞中,很可能会急速地掉到星系更靠近中心的地方。
一般来说,星系中心的高能辐射会很强,如果太阳掉进去了,恐怕人类是不好承受的。假如人类在这场碰撞中活下来了,恐怕也没有几年好日子过,因为太阳也是有寿命的。
大概在50亿年以后,也就是这个碰撞发生大概几亿年以后,太阳里面的氢就烧光了。
烧光以后会进入它的第二个阶段,我们叫做红巨星的阶段,它开始烧里面的氦,它的体积会变得非常的巨大。
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也就是说,在这个图片里,本来在左下角的这个小黄点,会在红巨星阶段变成一个非常非常大的大红球。
这个大红球,基本上是两倍于现在太阳到地球之间的距离,会完全把地球给吞噬掉,到那时候,地球也就没有了。
我们可以从银河系的很多图片来解读它们的故事,我们不仅看这些照片本身,我们还能够通过某种物理规律,看到它的过去、预测它的未来,这是我觉得天文学特别有意思、特别有魅力的地方。
天文学让我心潮澎湃的另外一个地方在于,我们能理解、阅读的宇宙比我们想象的要大很多。
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上图是太阳系大家族,看上去成员很多,其乐融融。如果真的飞到上面去的话,你会发现太阳系真是太空旷了。不仅仅太阳系,整个宇宙都是这样子的。
下图显示的是土星。这张照片最特别的地方不在于土星本身,而在于它左上角的这个小点点。有没有人可以猜到这个小点是什么东西?
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有人说木星,有人说慧星,实际上它是我们的地球,也就是我们的家园。看不清这个小点,正说明我们的宇宙是非常非常空旷的。
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这是太阳系在不同尺度下不断放大的一个放大图。在最小的图里,地球轨道是中间那个绿色的小圆圈。
如果把它放到整个太阳系尺度上的话,它是看不见的。就是说,太阳到地球之间的距离,在整个太阳系的尺度上,是看不见的。
再打个比方,我们现在用最快的火箭把人送出去,以直线距离冲出太阳系,用我们中华民族上下五千年的时间,也只能飞到太阳系不到1/4的地方。


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