问伊森:大吸引者会击败黑暗能量吗?

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Laniakei的超级集群。 银河的位置以红色显示。

大规模地,暗能量使宇宙膨胀加速。 它不仅使遥远的星系分开,而且使它们相对加速。 另一方面,万有引力使物质聚集在一起,就像我们的银河系和我们的本地生物已经聚集一样,如果在一个地方收集足够多的物质,这种加速度就可以被击败。 但是星系和星团并不是我们所知道的最大结构。 在宇宙中,有星系团和超团,其中之一就在我们旁边! 这些超级集群会最终击败黑暗能量吗? 我们的读者问:
如果我们仅与仙女座万有引力相关联,而其余所有部分最终从宇宙的可见区域消失,那么我们所有人都将如何朝着大吸引力者前进(或者我们要去拉尼亚基的引力中心)?

从宇宙尺度的角度来看,成千上万的星系吸引着我们靠近我们。

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Markaryan链 ,其星系名称位于处女座星团中心附近

尽管有黑暗的能量,它们会吸引我们自己吗? 还是暗能量会迫使我们迅速扩张并阻止这种趋同? 要回答这个问题,我们需要研究三件事:宇宙的膨胀,这一运动的局部缺陷以及宇宙在我们地区的面貌。


哈勃在仙女座星系M31中发现变造父变星的发现向我们揭示了宇宙

1)宇宙的膨胀。 在1920年代,埃德温·哈勃(Edwin Hubble)能够在我们在天空中看到的旋转天体中发现一类著名的恒星-变造父变星。 它们周期性地变得更亮和更暗,并且不同的恒星固有不同的时间段。 我们知道所有恒星都遵循的亮度与其振荡周期的比率,这意味着,如果您可以测量振荡周期和恒星的视在亮度,则可以计算出恒星的距离,从而计算出星系。

这个概念被称为标准蜡烛法,现在我们从造父变星转移到银河系的其他特性,成为Ia型超新星,成为最明亮,可见度最高的蜡烛。 这些方法使我们能够发现一种称为哈勃定律的模式,该模式可以在任何地方观察到的所有方向:物体离开我们的速度与哈勃参数成正比乘以到物体的距离。 您可能以前曾听说过“哈勃常数”这个名称,这确实是一种很好的方法,可以想象导致太空望远镜出现的几十年中发生的事情。 哈勃(Hubble),因为那时我们看不到远处,就到了可见宇宙的边界。 但是,我们越看越清楚,宇宙的膨胀不仅随时间变化,而且还在加速,这促使我们想到,宇宙比物质,辐射和弯曲的空间要多。


距红移比

事实证明,今天宇宙中约有70%由暗能量组成,随着时间的推移,暗能量变得越来越重要。 当宇宙年轻两倍时,暗能量并不那么引人注目,因为与总能量密度相比,暗能量所占的比例很小。 但是随着物质和辐射的模糊,它们的密度降低,并且暗能量开始支配宇宙的膨胀,这导致了我们今天看到的加速。 这意味着,迄今为止尚未通过重力连接的所有结构(尚未获得远高于平均密度的密度)都不会在此宇宙中结合在一起。 它们将在膨胀压力下加速飞行。

2)此扩展程序的局部缺陷。 即使在数百万光年的距离内,引力也有足够的时间压缩宇宙的结构。 自从大爆炸以来,宇宙中已经形成了数万亿个星团和数千亿个星系,并且大型结构变得复杂和饱和。 密度增加的最大区域不仅变成了星系,而且变成了数十个,数百个或数千个星系连接在一起成为单个结构的组和簇。



这些缺陷的引力起着很大的作用。 如果我们采取最接近的邻居仙女座星系,那么它距离我们约250万光年。 从宇宙的膨胀来看,它应该远离我们。 但是引力吸引将银河系吸引到仙女座,将仙女座吸引到银河,如果这两个星系足够大,它可以击败扩张。 如果它们之间的吸引力足够大,并且足够长的时间足够长,我们将受到重力的束缚。 尽管暗能量可以使我们远离其他遥远的星系,但随着时间的流逝,我们最终将彼此重叠并形成一个巨大的结构。


银河系和仙女座的碰撞会是什么样?

事实如此! 这是我们当地人的真实命运。 让我们回到读者的问题上:伟大的吸引者以及离我们最近的星团和超级集群会发生什么? 要回答这个问题,您需要制作一张最接近我们的宇宙区域地图。

3)我们地区的宇宙结构。 我们以80%的准确性研究了此问题。 对于我们来说,只有那些被银河系飞机遮挡的部分才是我们所不知道的-从我们的位置来看,很难分辨出来。 我们可以立即考虑三件事:

•我们附近的所有星系及其相对于我们的运动。
•考虑到与它们的距离,宇宙的哈勃扩展以及这些星系的运动如何偏离该扩展。
•我们环境中所有物体的质量以及我们看不见的隐含物体的质量就是应该在何处存在的质量,以便我们观察所观察到的物体的运动。

我们标记宇宙的局部,物体的位置和运动,并标记局部物体的质量,以了解运动的内容和原因。



该项目编制了宇宙流图,最近将所有这些信息汇总在一起,并确定银河系在重力作用下与当地组织联系在一起。 我们的本地组是附近但处女座星团之外的众多星团之一,所有这些星团和星团与其他星团一起形成了一个巨大的上层建筑,称为Lanyakei超团。 为了解释所有局部结构的运动,应该在以前称为“大吸引者”的位置放置一个质量-因为我们观察到的所有物体运动都不符合我们之前发现的质量。

这个最大的结构-拉尼阿基(Laniakei)的一组星系,是最吸引人的地方-使我们本地超群的本地群和许多其他星系都向这个质量方向移动。 它们与哈勃运动明显偏离:每秒数百公里。 这是有功功率,对哈勃望远镜的扩张和暗能量产生了重大影响。

但是他输给了他们。


处女座超级集群星系

暗能量和宇宙现有的膨胀不仅比当地超级集群的引力强,而且根本不能称为竞争。 速度的差异(与哈勃展开的偏差)仅为将我们绑定到这种大型结构所需的速度的20%。 并且该结构本身不受重力约束。 这个超级集群只是一个外观,随着宇宙的发展,拉尼阿基将会解散。

因此,可以完全回答读者的问题,可以说我们被吸引了大吸引者Lanyakey的人吸引,但不幸的是,这种力量不足以使我们落在他身上。 只是,这个超级集群将比平均值更缓慢地离开我们,并且将在我们的控制范围内保持数十亿年,但这只是暂时现象。 它的重量不足以最终阻止或向内拉我们。 最终,我们当地人的命运将保持孤独。

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN404459/


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