科学,黑洞|银河系的“潮水”正向我们涌来科学|黑洞

“使得海洋运动的力量能够撕裂我们的银河系。”

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（仙女座星系（M31）的图像。该星系由一个中心核心组成，周围环绕着螺旋臂。原子核看起来比旋臂更黄，因为它含有更高比例的尘埃和更老、更红的恒星。）（来源：ROBERT GENDLER/GETTY IMAGES）

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南半球的天文爱好者会玩得很开心：在任何一个黑暗的夜晚之时，从地球上的任何地方侧视我们螺旋星系的圆盘，你都可以看到银河带横跨天空。从南半球我们也可以看到带的一部分，在那里它变宽，直至成为一个明亮的恒星凸起，被尘埃带遮蔽，包围着星系核心的超大质量黑洞。

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同样在南方，由于地球和太阳系的方位，我们可以看到大小不一的麦哲伦星云，也就是被银河系引力捕获的矮小卫星星系。不过，有一个事物我们是看不见的，那就是仙女座星系。
这其实很糟糕，因为仙女座拥有万亿颗恒星和质量相当于1亿个太阳的中心黑洞，并且正以每秒110公里的速度向我们疾驰而来。

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银河碰撞在宇宙中是司空见惯的。我们关于星系如何生长的最佳理论包括大量的“互食”现象，至少对较大的星系而言是这样的。在银河系中，天文学家(在这里被称为“银河考古学家”)发现了长长的恒星流，它们追踪着天空中的弧线和环圈，照亮了很久以前坠落到我们身边的因银河系引力而解体的残骸。

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星系如何相互撕裂的物理原理与如果你掉进黑洞，导致你死亡的物理原理相同，这就是为什么有一天火星的卫星——火卫一将被缩小为环绕着这颗红色行星的鹅卵石环。
归根结底这都是因为潮汐作用力：当物体的一端比另一端更靠近重力源时，会产生不均匀的引力。

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潮汐这个名字并不是巧合，因为它也是地球上的海洋因月球而产生反应的原因。
潮汐作用力的主要作用是拉伸和挤压物体，使其沿着指向(或远离)重力源的方向拉长，并在垂直方向上挤压。地球一侧的涨潮与另一边的涨潮相对应，而介于两者之间的区域则是低潮。同样，如果你掉进一个黑洞里，潮汐的伸展会让你变得更高，但也会变得更瘦，这个过程被形象地称为“意大利面条化” 。
大约40亿年后，当仙女座星系撞击时，将会出现我们银河系所见过的最大规模的灯光秀。

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火卫一在火星上经历的潮汐力量足够强大，以至于这颗小卫星将在数千万年后解体。
在星系碰撞中，潮汐作用力可以产生横跨宇宙的长长的恒星飘带。当小星系落入较大的星系(有一天这可能是我们的麦哲伦星云的命运)时，恒星碎片就会形成微弱的弧线，追踪它们的最终轨道。分页标题
当大型星系汇聚在一起时，这些流可以抛出数千光年长的尾巴。

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碰撞在其他方面也可能是戏剧性的，因为星系气体汇聚在一起可以导致新恒星形成的爆发，并为中央黑洞提供食物。随着时间的推移，星系的核心盘旋在一起，恒星来回冲刷，模糊了原来的结构，汇聚成一个椭圆形的斑点。
我们在天空中看到星系合并，特别是在星系团中，巨大的质量聚集在一起形成一个结构。然而，我们也知道，合并发生的频率比过去少了。
随着宇宙的扩张，还没有被引力联系在一起的星系之间的距离变得越来越大，因此它们相撞的频率也就降低了。随着时间的推移，这将意味着更少的恒星，更黑暗、更孤独的宇宙。

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与此同时，我们发现了仙女座星系。当它于约40亿年后到达时，将会有我们银河系有史以来最大的一次灯光秀。虽然星星将以戏剧性的方式被抛来抛去，但我们的太阳系作为一个整体可能可以安然无恙。因为恒星之间的距离如此之大，以至于即使在银河系碰撞中，个别恒星几乎总是彼此擦肩而过。
到它发生的时候，太阳将已经接近它的生命终点：膨胀到它的红巨星阶段，海洋将会，地球注定将被毁灭。也许到那时，生活将会有另一个看点。40亿年是一段很长的时间，这部剧肯定是值得等待的。
作者: cosmosmagazine
FY: 罗导
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