一直以來,銀河系在人們心中的形象都是扁平圓盤狀,數(shù)千億顆恒星就在這個(gè)盤子里繞銀河系中心的黑洞公轉(zhuǎn),我們的太陽也在其中。
然而天文學(xué)家最近通過計(jì)算機(jī)模擬發(fā)現(xiàn),在暗物質(zhì)的質(zhì)量和引力數(shù)倍于銀河系普通物質(zhì)的情況下,銀河系真正的形狀其實(shí)并不是圓盤狀,而是波浪形狀,邊緣較薄的銀盤甚至?xí)谝ψ饔孟掳l(fā)生翹曲。
在銀河系整體形狀彎曲的情況下,我們太陽系在銀河系里的公轉(zhuǎn)軌道也就發(fā)生了變化,以每秒220千米速度飛行的太陽系,其實(shí)是沿著銀河系的波浪形狀上下翻飛的,而不是之前認(rèn)為的標(biāo)準(zhǔn)圓形軌道,而這種上下翻飛的特性也意味著我們未來會(huì)在銀河系范圍內(nèi)遇到更多的奇葩天體,比如即將爆發(fā)的超新星或者流浪黑洞。
然而與之形成鮮明對(duì)比的是,宇宙中的其他星系包括仙女座星系,它們的結(jié)構(gòu)似乎都是扁平圓盤狀,并沒有產(chǎn)生類似銀河系一樣的彎曲,而這可能跟銀河系附近的暗物質(zhì)分布有關(guān)系,雖然目前暗物質(zhì)的占比要超過普通物質(zhì)的五倍多,但銀河系附近的暗物質(zhì)可能從一開始就不是均勻包裹銀河系的。
因?yàn)榭茖W(xué)界們用計(jì)算機(jī)模擬的結(jié)果顯示,如果銀河系是在演化之初就跟暗物質(zhì)發(fā)生了引力干擾,那么最多50億年后銀河系的結(jié)構(gòu)機(jī)會(huì)因?yàn)橐κШ舛l(fā)生扭曲,進(jìn)而產(chǎn)生目前我們看到的翹曲和彎曲。
目前唯一的問題是,本該均勻分布的暗物質(zhì)為什么在銀河系附近就不均勻了?
跟大部分人想象的不一樣,我們的銀河系其實(shí)并不是直接誕生的星系,在它100多億年的歷史上也曾多次和其他星系發(fā)生過碰撞融合,并且還會(huì)在37.5億年后與仙女座星系發(fā)生碰撞,天文學(xué)界認(rèn)為正是在一次次的碰撞融合過程中,導(dǎo)致了銀河系附近暗物質(zhì)的失衡,由此引發(fā)的引力不平衡導(dǎo)致了銀河系形狀的畸變。
可惜的是目前的暗物質(zhì)探測(cè)器,都沒能在宇宙中發(fā)現(xiàn)真正的暗物質(zhì)粒子,只有天文學(xué)家在觀測(cè)遙遠(yuǎn)星系的時(shí)候,才能在幾百萬光年的尺度上發(fā)現(xiàn)暗物質(zhì)的作用痕跡,這是因?yàn)榘滴镔|(zhì)只會(huì)給星系和星系群等天體系統(tǒng)施加引力影響,而對(duì)太陽系和地球這種小型結(jié)構(gòu)沒什么干擾。
其實(shí)除了暗物質(zhì)外,我們的宇宙中還有暗能量,它起到的作用剛好和暗物質(zhì)相反,如果說暗物質(zhì)是星系的粘合劑,那么占比70%的暗能量就一直在讓星系分崩離析。
簡(jiǎn)單來說,暗能量正在讓宇宙加速膨脹,在未來我們的宇宙里的大型結(jié)構(gòu)會(huì)因?yàn)橛钪婕铀倥蛎浂稚⒊尚〗Y(jié)構(gòu),更進(jìn)一步來看銀河系未來也會(huì)被撕裂成若干個(gè)小的星系,理論上來說最后宇宙中每一顆原子都會(huì)被撕碎。
但事實(shí)上大撕裂所需要的時(shí)間要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過宇宙的年齡,所以我們并不需要擔(dān)心。