從月球是空心的到宇宙完全被“墻”包裹，再到快速射電暴是外星人發(fā)來的信號……關(guān)于宇宙的話題每隔一段時間就能引發(fā)一次輿論風(fēng)暴。

近日，英國杜倫大學(xué)的一個研究團隊在《皇家天文學(xué)會月報》上撰文指出，大麥哲倫云(LMC)可能在20多億年后與銀河系相撞。

消息一出，各種猜測如潮而至。比如有人說，兩個星系的相撞火花四射，太陽系會被甩出銀河系，地球生命卻因此逃過一劫。果真如此嗎?

太陽系被甩出銀河系？ 這個概率非常小

實際上，這次的故事并不復(fù)雜。故事的主角是銀河系與它的衛(wèi)星星系——大麥哲倫云，這是銀河系衛(wèi)星星系中最亮、質(zhì)量最大的一個。“無論大麥哲倫云還是太陽系，它們都處在銀河系的引力勢阱中，無論怎么蹦跶都難以跳出銀河系的如來佛掌。”中科院國家天文臺研究員王杰說。

“大麥哲倫是銀河系的小伙伴，它們之間本來就有一個相互作用的橋，好比手牽手。”中科院國家天文臺研究員鄧?yán)畈鸥嬖V記者，大麥哲倫云穿過銀河系是有可能的。但它穿過銀河系時，很可能面臨被銀河系撕碎的命運，“因為銀河系的質(zhì)量比大麥哲倫云大很多”。

進(jìn)行上述研究的英國卡洛斯·福倫克團隊在計算機上模擬了大麥哲倫云與銀河系的相互作用，并測算出20多億年后二者可能相撞。

大麥哲倫云進(jìn)入銀河系后，太陽系會怎樣呢?“無論大麥哲倫云怎樣穿過銀河系，以及這個過程中如何相互作用，都可能通過動力學(xué)作用影響太陽附近的銀河系盤結(jié)構(gòu)，從而影響包括太陽在內(nèi)的恒星。”鄧?yán)畈鸥嬖V記者。

“大麥哲倫云穿過銀河系星系盤，特別是靠近太陽系時 ，太陽系有可能掙脫銀河系的引力束縛，飛到銀暈之中。”王杰說，當(dāng)太陽系跑到了銀暈之中，地球上的人看到的銀河系將不再是一條銀色的帶子，而是漩渦紋路的橢圓的盤子。

不過，王杰表示，這種情況發(fā)生的概率非常小。即便發(fā)生了，也可能不會給地球帶來致命影響，因為地球與太陽緊密地綁在一起，兩者分開的可能性不會很大，地球不會陷入黑暗寒冷中。

對此，鄧?yán)畈疟硎菊J(rèn)同：“兩個星系相撞可能導(dǎo)致星系盤被破壞掉，形成無盤結(jié)構(gòu)的橢圓星系，這是星系尺度上相互作用的后果。但我們完全不必?fù)?dān)心這個過程會影響太陽系行星系統(tǒng)，特別是我們關(guān)心的地球。”

但當(dāng)這兩個星系并和時，還有另外一個危險：銀河系中央的黑洞會被激發(fā)，會產(chǎn)生大量的伽馬射線。“這些射線可能會影響地球的大氣層臭氧，但因為太陽系藏于銀河系盤中，距離也較遠(yuǎn)，應(yīng)該不會完全剝離地球的臭氧層，不會對地球上的萬物構(gòu)成實質(zhì)性威脅。”

星系間的碰撞火花四射？ 沒有想象中的大場面

實際上，圍繞銀河系的衛(wèi)星星系有100多個，任何一個都有可能從太陽系附近穿過去，而且可能比大麥哲倫云來得更早。“從這個角度來看，太陽系受擾動的情況太多了。” 王杰說。

幸運的是，這些碰撞發(fā)生的概率也很小，且都不足以致命。這是因為宇宙學(xué)上的相撞與我們尋常理解的相撞不同。王杰說：“它們之間不是硬碰硬，不會像小行星撞地球那樣砸向彼此，而非常可能是擦肩而過。”

他解釋道，星系與星系之間的距離很遠(yuǎn)，哪怕離地球最近的仙女座星系，距離銀河系也有約250萬光年之遙。而在星系內(nèi)部，物質(zhì)的分布也十分松散。所以它們之間的碰撞是“柔軟的”，并不會引起激烈的反應(yīng)。

所以，與其對著大麥哲倫云杞人憂天，不如關(guān)心其他潛在威脅。

首先，小行星對地球的碰撞更激烈。“數(shù)目眾多的彗星或者小行星極有可能碰撞到地球，這比星系的碰撞概率更大，威脅也更大。”王杰說。

除此之外，鄧?yán)畈胚€談到另一種威脅：太陽進(jìn)入紅巨星演化階段，在其膨脹到地球軌道之前，地球上的環(huán)境就會變得非常惡劣，不適宜生命存活。“但這也是幾十億年后的事情。”

不過，英國團隊討論大麥哲倫云與銀河系相撞、太陽系是否會被甩出銀河系或地球的命運如何，并不是他們研究的初衷。

該研究團隊成員在文章發(fā)表前曾與王杰討論過。“研究團隊想說明的是，大麥哲倫云與銀河系合并后，銀河系可能會變成一個‘普通’的星系。這樣就可以大大緩解銀河系和標(biāo)準(zhǔn)宇宙學(xué)模型預(yù)言的差距導(dǎo)致的壓力。”王杰表示。

結(jié)果在部分報道中關(guān)注點卻變成了：銀河系會在20多億年后遭到大麥哲倫云撞擊，太陽系甚至地球會因此被甩出去。

銀河系是特殊的存在？ 可能因為我們身處其中

那么，卡洛斯及其團隊為何煞費苦心證明銀河系其實很普通呢?

首先需要請出標(biāo)準(zhǔn)宇宙學(xué)常數(shù)-冷暗物質(zhì)模型(Lambda-CDM model，LCDM)，它好比揭開宇宙奧秘的寶典，能解釋宇宙中的大部分現(xiàn)象，尤其可以對3000萬光年以上的大尺度結(jié)構(gòu)進(jìn)行很好的預(yù)言。

但寶典也有不太靈的時候。王杰表示，LCDM目前能對尺度較大的宇宙進(jìn)行較為準(zhǔn)確的預(yù)言，用LCDM來解釋小尺度上的宇宙現(xiàn)象就會出現(xiàn)問題。“就好像我們身處高空，可以看到地球上無數(shù)只不同種類的螞蟻，它們的種類、總體數(shù)量以及分布和模型預(yù)言的結(jié)果都相吻合，但當(dāng)我們靠近觀察每一只螞蟻時，螞蟻之間的差別可能就和預(yù)測出現(xiàn)差異了。”

與之類似，對銀河系的長期觀測表明，LCDM的解釋存在不足。王杰介紹，銀河系特別的地方很多，比如上述研究所關(guān)注的：與同質(zhì)量星系相比，銀河系中心的超大質(zhì)量黑洞質(zhì)量過小，銀暈的質(zhì)量比較小且金屬豐度偏低，此外，銀河系還擁有大麥哲倫云這樣的超大質(zhì)量衛(wèi)星星系。

“目前來看，對LCDM的挑戰(zhàn)大部分都是來自我們對銀河系的觀測。因此，宇宙學(xué)家們一直在尋找合適的理論去解釋為何銀河系與標(biāo)準(zhǔn)模型預(yù)測不同，從而使標(biāo)準(zhǔn)模型能夠自洽。”王杰告訴記者，實際上，很多宇宙學(xué)家都試圖通過不同路徑做類似的研究工作。

而卡洛斯與團隊運用數(shù)字模擬的方法尋找答案。他們模擬了1000個包含了銀河系、仙女星系和大麥哲倫云的系統(tǒng)。模擬結(jié)果顯示，大麥哲倫云會在20多億年后進(jìn)入銀河系，在它們并和后，銀河系的上述特別之處就不存在了。

王杰解釋道：“由于大麥哲倫云質(zhì)量較大，它進(jìn)入銀河系星系盤后會帶來很大擾動，從而使得銀河系中的超大質(zhì)量黑洞質(zhì)量變大，被潮汐力肢解出去的恒星也會讓銀暈的質(zhì)量增加、金屬豐度提高。如此一來，銀河系就變成了與標(biāo)準(zhǔn)模型預(yù)言相吻合的普通星系。”

令人撓頭的是，解釋銀河系為何與其他星系不同本身就很矛盾。“銀河系之所以特別是因為我們對它的觀測更仔細(xì)。”王杰表示，觀測越仔細(xì)，當(dāng)然越容易發(fā)現(xiàn)它與眾不同。

關(guān)鍵詞：