我們自己的銀河系,我們的太陽系在的星系,在很多方面是被研究得最多的星系,即使重要的部分在可見波長區域被宇宙塵遮蔽了,在20世紀發展的無線電天文學、紅外線天文學、和次微米波天文學仍將被氣體和塵埃遮蔽的區域首度呈現出銀河系的圖形。
銀河系、仙女座星系和三角座星系是本星系群主要的星系,這個群總共約有50個星系,而本地群又是室女座超星系團的一份子。
銀河被一些本星系群中的矮星系環繞著,其中最大的是直徑達21,000光年的大麥哲倫雲,最小的是 船底座矮星系、天龍座矮星系和獅子II矮星系,直徑都只有500光年。其他環繞著銀河系的還有小麥哲倫雲,最靠近的是大犬座矮星系,然後是人馬座矮橢圓星系、小熊座矮星系、玉夫座矮星系、六分儀座矮星系、天爐座矮星系和獅子I矮星系。
在2006年1月,研究人員的報告指出,過去發現銀河的盤面有不明原因的傾斜,現在已經發現是環繞銀河的大小麥哲倫雲的擾動所造成的漣漪。是在她們穿過銀河系的邊緣時,導致了某些頻率的震動所造成的。這兩個星系的質量大約是銀河的2%,被認為不足以影響到銀河。但是加入了暗物質的考量,這兩個星系的運動就足以對較大的銀河造成影響。在加入暗物質之後的計算結果,對銀河的影響增加了20倍,這個計算的結果是根據麻薩諸塞州大學阿默斯特分校馬丁·溫伯格的電腦模型完成的。在他的模型中,暗物質的分布從銀河的盤面一直分佈到已知的所有層面中,結果模型預測當麥哲倫星系通過銀河時,重力的衝擊會被放大。
一般而言,根據愛因斯坦的狹義相對論,任何物體通過空間時的絕對速度是沒有意義的,因為在太空中沒有合適的慣性參考系統, 可以作為測量銀河速度的依據(運動的速度, 總是需要與另一個物體比較才能量度)。
因為各向宇宙微波背景輻射非常的均勻, 只有萬分之幾的起伏. 所以就讓喬治·斯穆特想到了一個方法, 就是測量宇宙微波背景輻射有沒有偶極異向性。
在 1977 年,美國勞倫斯伯克萊國立實驗室的喬治·斯穆特等人,將微波探測器安裝在 U-2偵察機上面,確切地測到了宇宙微波背景輻射的偶極異向性,大小為 3.5±0.6 mK,換算後。太陽系在宇宙中的運動速度約為 390±60 km/s,但這個速度, 與太陽系繞行銀河系核的速度 220 km/s 方向相反,這代表銀河系核在宇宙中的速度約為 600 多 km/s。
有鑑於此,許多天文學家相信銀河以每秒 600 公里的速度相對於鄰近被觀測到的星系在運動,大部份的估計值都在每秒 130~1,000 公里之間。如果銀河的確以每秒 600 公里的速度在運動,我們每天就會移動 5,184 萬公里,或是每年 189 億公里。相較於太陽系內,每年移動的距離是地球與冥王星最接近時距離的 4.5 倍。銀河在空間中運動的方向是指向長蛇座的方向。
目前的觀測認為仙女座星系(M31)正以每秒300公里的速度朝向銀河系運動,在30-40億年後可能會撞上銀河系。但即使真的的發生碰撞,太陽以及其他的恆星也不會互相碰撞。這兩個星系可能會花上數十億年的時間合併成橢圓星系。而來自美國天文台的發現,史密斯雲的邊緣已經與銀河系的氣體發生作用並推開圍繞銀河的氣體。銀河系會對它施加一個潮汐力,使其分裂。大約2千萬至4千萬年之後,史密斯雲的核心將會撞擊銀河系圓盤。
仙女座星系-銀河系碰撞是預計三十億年後,在本星系群中兩個最大的成員星系─銀河系和仙女座星系之間發生的星系碰撞。在星系碰撞的有關模擬研究中仙女座星系-銀河系碰撞常常被用來當作此類現象的範例。事實上,在這種星系碰撞中星系中所包含的恆星等天體並不會真的發生物理上的碰撞接觸,因為星系本身是非常彌散的——作為距離太陽最近的恆星,比鄰星與地球間的距離也有太陽直徑的三千萬倍之遙。(如果太陽按比例縮小為一枚25美分硬幣大小,那麼比鄰星則在700千米之外。)如果這個理論正確,那麼在大約三十億年後仙女座星系內的恆星與氣體將能夠在地球上用肉眼看到。如果仙女座星系與銀河系發生了碰撞,兩個星系將在大約七十億年後最終合併為一個更大的橢圓星系。對於這一合併後星系的命名有多種提議,其中最廣為接受的是「Milkomeda」,亦即「銀河系」(Milky Way)和「仙女座星系」(Andromeda)的英文合稱。
要指出的是,現在還無法確定這場碰撞是否一定發生。仙女座星系相對於銀河系的徑向速度可以通過對星系中恆星光譜的都卜勒效應的觀測來測量,但其橫向速度 (即自行運動的速度)無法直接測量。這樣,雖然我們已知仙女座星系正以每秒120千米的速度向銀河系接近,但依然無法得知屆時它會和銀河系碰撞,還是錯過。目前對仙女座星系橫向速度的最佳估計是小於每秒100千米,這暗示著星系的暗物質暈將會發生碰撞,而星系盤則可能不會。歐洲太空總署計劃在2011年將發射一艘新的太空飛行器蓋亞,試圖通過測量仙女座星系中恆星的位置來精確測定仙女座星系的橫向速度。
空間望遠鏡研究所的法蘭克·薩默斯(Frank Summers)根據凱斯西儲大學的克里斯·米霍斯(Chris Mihos)教授和哈佛大學的拉爾斯·赫恩奎斯特(Lars Hernquist)教授的研究製作了描述這一預期事件的計算機圖像。
這種星系碰撞在宇宙是相當普遍的。例如一般認為仙女座星系在過去就曾經和其他星系至少發生過一次碰撞。理論上我們的太陽系在這場碰撞過程中也有一定的可能從合併形成的新星系中釋放出來,而在星系碰撞的初期甚至有可能成為仙女座星系的一部分。由於恆星間的距離非常遙遠,這種事件對太陽系本身不會有什麼負面影響(特別是在五六十億年後太陽將進入紅巨星階段後),對太陽及其行星本身的任何形式的擾動更是非常微小的。
在銀河系的中心,距離我們26000光年的地方,在大量的氣團和群星之間隱藏著全銀河系最重的物體,那是一個“超大品質黑洞”,其品質相當於400萬個太陽,被它自身的引力壓縮成了一個小點,離黑洞越近,引力也就越強,如果離得太近的話,就連光都無法逃逸。因此它就成了一個直徑2400萬公里的黑暗球體,這樣巨大的黑洞,會對時間產生意想不到的效果,它對時間的延滯作用,遠遠超過銀河系中的任何物體,它就是一個自然生成的時間機器。
總是想像著有一天我們的飛船可以接近這個神奇的地方,對黑洞加以利用,當然我們首先要避免自己也被吸進去。我認為最好的方法就是飛到它邊緣外側不遠的地方,以免被吞沒,他們必須精確地設定好航向和速度,否則就再也回不來了,只要處理得當,飛船將會環繞黑洞。沿著直徑長達4800萬公里的圓形軌道運行。
飛船在這裏比較安全,它的速度可以保證讓自己不會離黑洞越來越近,如果航空航天局從地球上或者其他遠離黑洞的地方指揮這個任務,他們會看到飛船沿軌道運行一周要用16分鐘,但對於飛船上的勇敢者來說因為距離黑洞很近時間會因此變慢,這種變慢的效果將會比金字塔或是地球附近顯著得多。
飛船上的時間流速只有其他地方的一半,本來16分鐘繞軌道一周,但在他們看來只用了八分鐘,飛船就這樣不斷飛行,而船員們所花的時間相比遠離黑洞的地方,只有一半而已,這時飛船和它的船員就在穿越時間了。
試想他們繞著黑洞運行了五年,這就相當於其他地方的十年,他們回到地球時,那裏的所有人都會比他們年長五歲,也就是說飛船上的人將會回到未來的地球,他們的這次旅行不只是穿越了空間,還穿越了時間。
所以“超大品質黑洞”本身就是時間機器。
接近光速的大型飛船
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