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闲情居|天文学家到底是干嘛的？( 二 )


我们还知道 ， 银河系里面有很多像太阳的恒星 ， 它们的质量有的比太阳大很多 ， 有的比太阳小很多 。
如果我们把这些恒星的质量加起来 ， 可以得出 ， 银河系的质量大概是五百亿个太阳质量这么大 。
我觉得这是一个很酷的数字 ， 为什么呢？感觉我们就像上帝一样 ， 拿着一把秤 ， 称银河系到底有多重 。
实际上更有意思的是 ， 天文学家发现 ， 银河系里的总质量应该远远比所有恒星加起来的质量要大得多 。
有多大呢？应该至少有6000亿个太阳质量这么大 。
天文学家为什么会这样说？是因为银河系必须有这么大的质量 ， 才能拽着银河系里的某些恒星高速转动 。
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 。
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 。
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 。
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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