Die Andromeda-Galaxie nähert sich der Milchstraße mit etwa 684000 Meilen pro Stunde und ist damit eine der wenigen blauverschobenen Galaxien. Es wird daher erwartet, dass die Andromeda-Galaxie und die Milchstraße in etwa 3,75 oder 4,5 Milliarden Jahren kollidieren.
Warum entfernen sich einige Galaxien und warum kommen unsere Galaxie und Andromeda aufeinander zu?
Hier ist meine Antwort auf eine ähnliche Frage , die auf der Website zum Austausch von Physikstacks veröffentlicht wurde.
Hubbles Gesetz (das Gesetz, das sich mit der Expansion des Universums befasst) gilt für die Expansion des Raums selbst, dh wenn zwei Objekte, die zueinander stationär sind und keine Kraft zwischen sich haben, in Ruhe gelassen würden, würde der Abstand zwischen ihnen mit der Zeit zunehmen, weil der Raum selbst expandiert. Darauf zielt Hubbles Gesetz ab.
Im Falle der Milchstraße und der Andromeda-Galaxien (und aller anderen Galaxien) gibt es eine Kraft zwischen ihnen: die Schwerkraft. Die Gravitationskraft zwischen der Milchstraße und den Andromeda-Galaxien hat eine Beschleunigung erzeugt, die dazu führt, dass sich die beiden Galaxien schneller aufeinander zubewegen, als sich der Raum zwischen ihnen gemäß dem Hubble-Gesetz ausdehnt. Die überwiegende Mehrheit der Galaxien liegt jedoch weit genug von der Milchstraße entfernt, dass die Gravitationskraft zwischen uns und ihnen im Vergleich zur Hubble-Expansion gering ist und das Hubble-Gesetz dominiert.
Kurz gesagt, das Hubble-Gesetz gilt im gesamten Universum, aber lokalisierte Systeme können zwischen sich so viel Anziehungskraft haben, dass die Gravitationseffekte dominieren
Je weiter entfernt, desto schneller entfernen sich die Galaxien von uns. Aber das ist nur die Gesamtausdehnung des Universums. Lokale Geschwindigkeiten können unterschiedlich sein und sind zur Gesamtausdehnung zu addieren. Die Andromeda-Galaxie ist nah genug an der Milchstraße, um die allgemeine Ausdehnung des Weltraums überwinden zu können. Die Andromeda-Galaxie und die Milchstraße ziehen sich durch die Schwerkraft an.
Das auf die Andromeda-Galaxie /Milchstraße angewendete Hubble-Gesetz ergibt eine Ausdehnung des Weltraums von weniger als 70 km/s, da die Hubble-Konstante etwa 70 km/s/Mpc beträgt und die Entfernung etwa 2,5 Millionen Lichtjahre beträgt, weniger als 1 Mpc ( = 3,26 Lichtjahre, siehe Parsec ). Diese Geschwindigkeit ist langsamer als die etwa -300 km/s helioradiale Geschwindigkeit (Raumausdehnung bereits abgezogen) der Andromeda-Galaxie und daher machbar zu überwinden.
Alexander Friedmann zeigte, dass es, wenn es keine zusätzliche kosmologische Konstante gibt und das Universum mit irgendetwas Energetischem (z. B. Materie, Strahlung, Staub, Flüssigkeit usw.) gefüllt ist, zwei Klassen von Lösungen gibt: eine für ein kontrahierendes Universum und eine für ein expandierendes Universum Universum. Es ist, als ob das Gewebe des Raums selbst im Laufe der Zeit gedehnt wird und alle Objekte in diesem Raum auseinandergezogen werden. Je weiter ein Objekt von einem anderen entfernt ist, desto mehr Dehnung tritt auf. Wenn das gesamte Universum gleichmäßig mit Materie gefüllt wäre, würde diese Materie einfach weniger dicht werden.
Hubble entdeckte, dass einzelne Sterne in anderen Galaxien gemessen werden konnten, um ihre Entfernung zu bestimmen. Auf den größten Maßstäben gewinnt die Expansion, auf kleineren – die eigene Systemgravitation. Die Supercluster des Universums, die sich über eine Milliarde Lichtjahre erstrecken, werden durch die Expansion des Universums gedehnt und auseinandergezogen. Dennoch wird der nächste große Galaxienhaufen der Milchstraße, der Virgo-Haufen, der nur 50 Millionen Lichtjahre entfernt ist, die Milchstraße nicht hineinziehen. In der Nähe wird der Virgo-Cluster selbst gebunden bleiben. Die Milchstraße und alle lokalen Gruppengalaxien bleiben zusammen und verschmelzen schließlich unter ihrer eigenen Schwerkraft. Das Raumgefüge selbst dehnt sich immer noch aus, aber es hat keine messbare Auswirkung auf jedes Objekt/System.
Fett