यदि ब्रह्मांड बाहर की ओर विस्तार कर रहा है, तो एक आकाशगंगा को दूसरे से टकराने के लिए पर्याप्त पटरी से उतरने की प्रक्रिया क्या है?
कहते हैं, एंड्रोमेडा गैलेक्सी और मिल्की वे।
यदि ब्रह्मांड बाहर की ओर विस्तार कर रहा है, तो एक आकाशगंगा को दूसरे से टकराने के लिए पर्याप्त पटरी से उतरने की प्रक्रिया क्या है?
कहते हैं, एंड्रोमेडा गैलेक्सी और मिल्की वे।
जवाबों:
ब्रह्मांड का बड़े पैमाने पर विस्तार हो रहा है। लेकिन स्थानीय तौर पर चीजें हमेशा गड़बड़ होती हैं।
स्थानीय रूप से, आकाशगंगाएं पत्थर में सेट नहीं होती हैं, वे एक दूसरे के सापेक्ष चलती हैं, और दिशाएं यादृच्छिक होती हैं। यदि वे एक-दूसरे की ओर तेज़ी से बढ़ रहे हैं, तो वे टकराएँगे।
इसके अलावा, वहाँ गुरुत्वाकर्षण है। कुछ आकाशगंगाएँ एक-दूसरे से गुरुत्वाकर्षण द्वारा बंधी होती हैं, और यह उन्हें एक साथ खींचती हैं।
जैसे कि आकाशगंगाएँ एक दूसरे के सापेक्ष क्यों चलती हैं - ठीक है, इस ब्रह्मांड की चीजों में गतिज ऊर्जा है, और यह बेतरतीब ढंग से वितरित है। बेतरतीब ढंग से वितरित होने के नाते, सभी प्रकार के परिदृश्य संभव हैं - चीजें एक-दूसरे से दूर भागना, एक-दूसरे को ज़ूम करना, एक-दूसरे से टकराते रहना, आदि।
यह एक गड़बड़ और यादृच्छिक ब्रह्मांड है, और विस्तार का क्रम केवल सबसे बड़े पैमाने पर स्पष्ट होता है।
आकाशगंगाओं को वास्तव में "ऑफ ट्रैक" नहीं मिलता है - यह असंभव नहीं है, लेकिन इस तरह की बात शायद अब नहीं होती है (जैसा कि अंतरिक्ष का विस्तार जारी है)। वास्तव में क्या होता है कि आकाशगंगाएं गुरुत्वाकर्षण से बंधे हुए गुच्छों का निर्माण करती हैं - क्लस्टर के भीतर, गुरुत्वाकर्षण के कारण त्वरण आकाशगंगाओं के बीच अंतरिक्ष के समान विस्तार से बड़ा होता है, इसलिए अधिक दूर बढ़ने के बजाय, प्रश्न में आकाशगंगाएं समय के साथ साथ करीब आती हैं। आखिरकार, इसका परिणाम टकराव और विलय होता है।
यदि विस्तार लगभग स्थिर रहता है, तो एक बिंदु आएगा जहां हम अब अपने स्वयं के क्लस्टर के बाहर किसी भी आकाशगंगा को नहीं देख पाएंगे। लेकिन उन करीबियों के लिए, इसका बहुत कम प्रभाव पड़ता है - जैसे अंतरिक्ष के विस्तार से परमाणु, ग्रह, सौर मंडल या आकाशगंगाएं बड़ी नहीं होती हैं।
मुझे यकीन नहीं है कि किसी ने भी पूछे गए सवाल का जवाब दिया है। मूल कारण वास्तव में है कि फ्रीफ़्लो टाइमस्केल्स के साथ गुरुत्वाकर्षण की बाध्य संरचनाएं जो ब्रह्मांड की उम्र से बहुत कम हैं, ब्रह्मांड के सामान्य विस्तार से बहुत प्रभावित नहीं होती हैं (एनबी: फ्रीफ़्लो टाइमस्केल्स वाली संरचनाएं इससे अधिक समय तक स्रोत नहीं होने वाली हैं। कई आकाशगंगा टकरावों)। यही है, स्थानीय रूप से, ऐसी संरचनाओं के भीतर विस्तार नगण्य है। हालाँकि, यह आवश्यक नहीं है कि ब्रह्मांड की आयु से कम समय में टकराव हो।
आकाशगंगा के टकराने का पहला कारण यह है कि आकाशगंगा समूहों में बहुत बड़ी संख्या घनत्व है - अर्थात, आकाशगंगाओं के बीच का अंतर आकाशगंगा के "आकार" से बहुत बड़ा नहीं है, जहाँ यहाँ, "आकार" का अर्थ प्रभावी अंतःक्रियात्मक अनुभागीय है त्रिज्या। इन उच्च घनत्वों के परिणामस्वरूप, समृद्ध समूहों (और आकाशगंगाओं के छोटे समूहों) में फ्रीफ़ॉल डायनेमिक टाइमस्केल्स का क्रम अरबों वर्षों का है और इसलिए आकाशगंगाओं के बीच बातचीत करने के लिए बहुत समय है। इसके विपरीत, इस बारे में सोचें कि आप स्थानीय पड़ोस में सितारों के पैमाने के मॉडल का निर्माण कैसे कर सकते हैं और तारों के आकार की उनके विभाजनों के साथ तुलना कर सकते हैं। वास्तव में किसी भी सार्थक आकार के सितारों के साथ इस तरह के पैमाने का मॉडल बनाना मुश्किल होगा। दूसरी ओर, आप कर सकते हैं
दूसरा कारण यह है कि कई आकाशगंगाओं में गैस होती है और वह गैस आसानी से गतिज ऊर्जा को नष्ट कर सकती है और कोणीय गति को भी स्थानांतरित कर सकती है। एक अन्य कारक यह है कि आकाशगंगाओं के विशाल समूहों में इंट्राक्लस्टर गैस होती है जो गतिज ऊर्जा को नष्ट करने का काम भी कर सकती है। गुरुत्वाकर्षण रूप से बंधी हुई प्रणाली में, फिर एक दूसरे के आसपास या द्रव्यमान के एक सामान्य केंद्र के आसपास की कक्षा में रहने वाली वस्तुओं को उन तरीकों की आवश्यकता होती है, जिसमें जगह लेने के लिए टक्कर के लिए गतिज ऊर्जा और कोणीय गति खो सकती है। गैस के बिना भी, तथ्य यह है कि आकाशगंगाएं समूहों और समूहों में मौजूद हैं, इसका मतलब है कि एन-बॉडी इंटरैक्शन एक टक्कर होने के लिए ऊर्जा और कोणीय गति को फैलाने के लिए कार्य कर सकता है।
+1
लेकिन मैं हमेशा "ग्रेविटेशनली बाउंड स्ट्रक्चर के स्पेस के मेट्रिक विस्तार से प्रभावित नहीं होता" के बार-बार दोहराया जाने वाली चेतावनियों (विभिन्न रूपों में) के साथ असहज होता है "मेट्रिक का विस्तार हर जगह नहीं होता है, लेकिन ग्रेविटली बाउंड सिस्टम में कम देखने योग्य है क्योंकि प्रणाली के गुरुत्वाकर्षण के कारण बाध्य होने के कारण स्थानीय गति पर प्रभाव हावी है? यह वास्तव में "रीपेल" या ब्लॉक नहीं करता है या मीट्रिक विस्तार को बंद नहीं करता है, जितना कि यह केवल इसे पर्यवेक्षणीय रूप से हावी करता है? मैं इसे एक अलग प्रश्न के रूप में पूछ सकता हूं यदि यह एक बेहतर प्रारूप प्रदान करता है।
आकाशगंगाओं को "ऑफ ट्रैक" नहीं मिलता है - यह देखने के लिए कि टकराव कैसे होता है, हमें जल्दी आकाशगंगा निर्माण के लिए वापस जाने की आवश्यकता है।
तो, बिग बैंग होता है। अंतरिक्ष का विस्तार शुरू होता है - नाटकीय रूप से और बहुत हद तक। यह अंतरिक्ष ही विस्तार कर रहा है, अंतरिक्ष के भीतर चलती आकाशगंगाएं नहीं, वैसे - दूरियां खुद बदलती हैं। (यही कारण है कि इसे "मीट्रिक" विस्तार कहा जाता है, मीट्रिक दूरी-उपायों के लिए एक शब्द है, और यह भी कि कॉस्मोलॉजिस्ट बिग बैंग को "हर जगह" क्यों कहते हैं)।
एक दूसरे के कुछ छोटे हिस्से में, बड़े पैमाने पर विस्तार हवाओं नीचे। अंतरिक्ष का विस्तार जारी है, लेकिन बहुत धीमी दर पर। मूलभूत ताकतों में से अंतिम विघटित हो जाता है, और ब्रह्मांड को एक बहुत गर्म घने मिश्रण के रूप में छोड़ दिया जाता है, इतना गर्म कि प्रोटॉन, न्यूट्रॉन और इलेक्ट्रॉनों जैसे बुनियादी कण अभी भी मौजूद नहीं हो सकते हैं - हालांकि क्वार्क हो सकते हैं।
लेकिन कुछ बहुत सूक्ष्म चीजें चल रही हैं। हालांकि विस्तार ने हमें एक अविश्वसनीय रूप से समरूप, समरूप ब्रह्मांड के साथ छोड़ दिया, लेकिन घनत्व स्थानों के बीच अलग-अलग होता है। जैसे-जैसे चीजें शांत होती हैं, और कण संघनित होने लगते हैं (और सत्यानाश करते हैं, और अन्य चीजें), ब्रह्मांड को छोड़ दिया जाता है जिसे कॉस्मोलॉजिस्ट ध्वनिक तरंगों - मूल रूप से खड़े तरंगों से बुलाते हैं। और अगर आपने कभी रेत की एक ट्रे के वीडियो वाइब्रेट होते देखे हैं , तो आपको पता होगा कि एक प्रभाव यह है कि यह हस्तक्षेप पैटर्न के कारण अधिक रेत के साथ कुछ स्थानों को छोड़ देता है, कुछ को कम। तो हमारा ब्रह्माण्ड समाप्त हो जाता है, क्योंकि इसका विस्तार होता है, कुछ क्षेत्रों के साथ, कुछ कम घने।
एक दूसरा प्रभाव खेल में आता है। आपको पता चल जाएगा (या सुना है) डार्क मैटर। हम नहीं जानते कि यह किस चीज से बना है, लेकिन हम जानते हैं कि यह मौजूद है (आकाशगंगाएँ इसके बिना नहीं बन सकती हैं, वे अलग हो जाएंगे या बनने के लिए ब्रह्मांड की आयु से अधिक समय लेंगे), और हम जानते हैं कि कैसे यह व्यवहार करता है - यह किन बलों के प्रति प्रतिक्रिया करता है, और यह क्या बल देता है। गुरुत्वाकर्षण के माध्यम से बातचीत - हाँ, बहुत कमजोर रूप से। विद्युत चुम्बकीय बल के माध्यम से बातचीत - नहीं, बिल्कुल नहीं। वह उत्तरार्द्ध थोड़ा महत्वपूर्ण है।
जब "साधारण" पदार्थ ढह जाता है, तो वह गर्म हो जाता है। उदाहरण के लिए, हमें सितारे मिलते हैं। ढहने के दौरान निकलने वाला विकिरण एक प्रकार के दबाव का भी काम करता है, जो ढहने का विरोध करता है, उसे धीमा कर देता है। इसलिए हमारे सूरज जैसे तारे इतने लंबे समय तक स्थिर हैं। डार्क मैटर इलेक्ट्रोमैग्नेटिक रूप से बातचीत नहीं करता है (जहां तक हम जानते हैं) यह विद्युत चुम्बकीय विकिरण का अनुभव या निर्माण नहीं कर सकता है। इसलिए जब यह गिरता है, तो यह गर्म नहीं होता है, यह विकिरण नहीं छोड़ता है ... मुझे लगता है कि आप देख सकते हैं कि यह कहां जा रहा है। पतन के दौरान कोई विकिरण जारी नहीं किया गया है ताकि आगे के पतन का विरोध किया जा सके, इसलिए यह सामान्य पदार्थ की तुलना में बहुत तेज़ी से गिर सकता है । एक तरफ के रूप में, क्योंकियह विकिरण को मुक्त नहीं कर सकता है, यह ऊर्जा को नष्ट नहीं कर सकता है जिसे घने वस्तुओं से बनने के लिए छुटकारा मिलना चाहिए। तो यह एक धुंधला फैलाना "हेलो" के लिए जल्दी से समाप्त हो जाता है, लेकिन फिर बहुत अधिक पतन नहीं कर सकता। और कोई आश्चर्य की बात नहीं है, यह उन जगहों पर ढह जाता है जहां ब्रह्मांड आंशिक रूप से घनी थी। तो आपको मिलता है कि कॉस्मोलॉजिस्ट "फिलामेंट्स" और डार्क पदार्थ के "हैलोज" कहते हैं, स्पंज या स्विस चीज़ की तरह थोड़ा, तुलनात्मक "voids" के साथ उन्हें अलग करते हैं। इन पहले से मौजूद डार्क मैटर फिलामेंट्स और हैलोज़ के लिए साधारण मामला अधिक मजबूती से आकर्षित करता है। यह उनकी ओर ढह जाता है। सामान्य पदार्थ की आत्म-गुरुत्वाकर्षण गुरुत्वाकर्षण द्वारा वहाँ अंधेरे पदार्थ की सांद्रता के कारण बढ़ जाती है - और सामान्य पदार्थ कर सकते हैं विकिरण द्वारा ऊर्जा खो देते हैं, इसलिए यह आकाशगंगाओं और उनकी सामग्रियों को बनाने के लिए डार्क मैटर की तुलना में अधिक ढह जाता है, जिसे हम आज देख सकते हैं।
गुरुत्वाकर्षण ऐसा कर सकता है, क्योंकि ब्रह्मांड का विस्तार अब तक अपने "हेयडे" से इतना धीमा हो गया है, कि गुरुत्वाकर्षण अंतरिक्ष के भीतर तेजी से अंतरिक्ष में कुछ जोड़ सकता है जितना विस्तार उनके बीच जगह जोड़ सकता है । ब्रह्मांडीय दूरी पर, गुरुत्वाकर्षण बहुत अधिक कमजोर होता है, और विस्तार हावी हो जाता है, इसलिए क्लस्टर और सुपरक्लस्टर अभी भी अलग हो जाते हैं, लेकिन क्लस्टर के भीतर, आकाशगंगाओं और आकाशगंगाओं के समूहों को गुरुत्वाकर्षण द्वारा त्वरित किया जाता है कि वे ज्यादातर अपने समूहों और समूहों में रहते हैं, और चारों ओर चलते हैं। या उनके भीतर कक्षा।
इसलिए हम एक ब्रह्मांड के साथ समाप्त होते हैं, जो कि ब्रह्मांडीय पैमाने पर, हम विस्तार "जीत" देखते हैं क्योंकि गुरुत्वाकर्षण कमजोर है, इसलिए हम सुपरक्लस्टर्स को अलग-अलग चलते हुए देखते हैं। लेकिन समूहों और आकाशगंगा समूहों के भीतर, हम गुरुत्वाकर्षण "जीत" को देखते हैं क्योंकि यह छोटी दूरी पर अधिक मजबूत है, इसलिए क्लस्टर और गुरुत्वाकर्षण बाध्य निकाय जैसे आकाशगंगाएं एक साथ रहती हैं।
बदले में इसका मतलब यह है कि आकाशगंगा और आकाशगंगा समूह गुरुत्वाकर्षण से बंधे हुए हैं, जितना कि वे विस्तार से अलग हैं। इसलिए वे सार्वभौमिक विस्तार के बावजूद, अपने समूहों और समूहों के भीतर चलते रहते हैं। और, कभी-कभी, क्योंकि गुरुत्वाकर्षण के तहत 3 या अधिक अलग-अलग निकायों की गति अव्यवस्थित है (और क्लस्टर में अरबों या अरबों आकाशगंगाएं हो सकती हैं), पूरी आकाशगंगाओं को बाहर निकाल दिया जाएगा, या टकरा जाएगा, या जो कुछ भी आकाशगंगाएं करते हैं, वे करेंगे। और ऐसा ही होता है।
(हालांकि आपने नहीं पूछा, यह आश्चर्यचकित करने वाला एक स्वाभाविक प्रश्न है कि आगे क्या होता है। हम मानते हैं कि विस्तार की दर धीरे-धीरे बढ़ी है। इसका मतलब है कि भविष्य में (दसियों और सैकड़ों अरबों वर्ष), यही आकाशगंगाएं होंगी। गुरुत्वाकर्षण पर विस्तार के लिए एक साथ और भी करीब होना चाहिए। इसलिए जो क्लस्टर अभी स्थिर हैं, वे भविष्य में अलग हो सकते हैं। यदि विस्तार में तेजी आती है, तो छोटे शरीर भी अंततः टूट सकते हैं, शायद खुद आकाशगंगाएं, या यहां तक कि तारे और परमाणु भी। लेकिन वह कुछ नहीं जानता है।)
हालांकि ब्रह्मांड का विस्तार हो रहा है और सामान्य तौर पर, एक आकाशगंगा हमसे दूर है जितनी तेजी से यह हमसे दूर जाती हुई प्रतीत होती है। यह स्थानीय समूह में आकाशगंगाओं पर लागू नहीं होता है। जो एक गुरुत्वाकर्षण बाध्य संरचना है। एंड्रोमेडा आकाशगंगा लगभग 400,000 किमी / घंटा पर मिल्की वे की ओर बढ़ रही है और मिल्की वे और एंड्रोमेडा के लगभग 4 बिलियन वर्षों के समय में टकराने की आशंका है। जब ऐसा होता है, तो एक बड़ी नई एकल आकाशगंगा बनाई जाएगी। विलय से बनने वाली नई आकाशगंगा को कभी-कभी मिल्कोमेडा नाम दिया जाता है। अधिक जानकारी के लिए इस विषय पर मेरा हालिया ब्लॉग पोस्ट देखें ।
अरबों वर्षों में, मिल्कोमेडा धीरे-धीरे अन्य स्थानीय समूह के सदस्यों को अवशोषित करेगा।
सामान्य तौर पर किसी भी गुरुत्वाकर्षण की बाध्य संरचना जैसे: तारकीय प्रणाली (जैसे सौर मंडल) हमारी आकाशगंगा और आकाशगंगाओं के समूह और समूह ब्रह्मांड के विस्तार के रूप में बड़े नहीं होंगे)