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聆聽宇宙奧秘:「銀河系」有幾廣闊?最近人類的「星系」是哪個?

2019/3/13 — 10:00

【文:臨狼】  

這一次介紹的是鄧紫棋的歌曲,或許香港的讀者會不太喜歡這位歌手,但容我介紹下去,因為它很適合這次的內容,而且無可否定的它是一個很好的作品。

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(也許未來遙遠在光年之外)

光年之外是電影 Passengers 在中國採用的主題曲,電影講述了一段星際冷凍旅行中發生的愛情(?)故事。在這就不作劇透,但還是很推薦大家一看,因為當中有一些哲理的信息是我認為很有趣的。

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脈搏心跳 沒有你 根本不重要

故事尾段有一句對白「 You die, I die.」「你死的話,我也活不下來了」。在意境上,我們可以看到鄧紫棋在填詞時也把它扣上電影的情節。

面對浩瀚的星海 我們微小得像塵埃

星空到底是有多廣闊呢?我們心目中對「微小」的定義,真的能描述到宇宙中的我們是多麼微小嗎?

也許未來遙遠在光年之外

上一篇介紹了我們身處於銀河系之中,而其直徑為十至十八萬光年。那麼在光年之外,又是什麼呢?

Milky Way

Milky Way

銀河系 Milky Way Galaxy,顧名思義是一個星系 Galaxy。星系,是無數的恆星與塵埃共同被重力所約束的系統。在大尺度的宇宙中,星系是很普遍存在的天文物體。

Magellanic Clouds

Magellanic Clouds

在足夠暗的環境下抬頭望向星空,我們就看到兩團特別光亮的星團。它們是圍繞銀河系公轉的星系 麥哲倫雲 Magellanic Clouds。看上去較大的就是大麥哲倫雲,而較小的就稱為小麥哲倫雲。大麥哲倫雲距離我們銀河系16萬光年,而小麥哲倫雲則距離我們20萬光年。

科學家曾認為麥哲倫雲是距離我們最近的星系,但後來發現,2.5萬光年外的 大犬座矮星系 Canis Major Dwarf Galaxy 才是距離我地最近的星系。

示意圖

示意圖

無論是麥哲倫雲、大犬座矮星系、或是其他因體積細小而圍繞銀河系旋轉的星系,我地都稱作 伴星系 Satellite galaxy。雖然星系在我們的眼中都是很大的物體,但相比之外,我們就能看到星系間也是有大小的。

Andromeda Galaxy

Andromeda Galaxy

如果不算上伴星系,真正離我們最近的星系是 仙女座星系 Andromeda Galaxy,或者簡單稱作M31。與上述的星系一樣,在沒有光害的環境下,M31也能被肉眼看見。

距離示意圖

距離示意圖

仙女座星系距離我們約250萬光年。給一個數字大家作參考,已發現最古老的智人 Homo sapiens 化石擁有30萬年歷史。即使第一批智人擁有高科技,以光速從地球出發前往仙女座星系,現在他們也只是僅僅飛出銀河系而已。上圖示意了星系大小與兩者距離的比例,可以看到在飛往仙女座星系前,我們還需要經過無邊的黑暗。所以解釋了為什麼 Passengers 中需要在以人體冷凍進行星際旅行。

Andromeda Galaxy

Andromeda Galaxy

仙女座星系的外表上與銀河系相差無幾,因為它同樣擁有旋臂,是螺旋星系 Spiral Galaxy 中的一員。仙女座星系的直徑是14–20萬光年,比銀河系略大。當中估計存在了1兆 粒的恆星。(銀河系有1-4千萬粒恆星)

模擬相撞動畫

模擬相撞動畫

有趣的是,即使我們不移動,終有一天我們也會抵達仙女座星系的。 因為仙女座星系正以每秒百多公里往銀河系靠近,科學家估計兩者將會於30億年之後相撞,如果把過程快播的話預計就會像上面的模擬動畫一樣。事實上因為重力關係,仙女座星系只會與我們擦身而過,但強大的重力也足以摧毀兩個星系中的一切。

在仙女座星系之外又是什麼呢?

Triangulum Galaxy

Triangulum Galaxy

M33

M33

三角座星系 Triangulum Galaxy,或稱M33,是我們肉眼在星空中能看到最遠的物體。M33距離我們300萬光年,比仙女座星系略遠。意味着,我們肉眼能看到的星體,最遠都只是距離我們(約)300萬光年。

Local Group

Local Group

在望遠鏡的幫助下, 人們慢慢發現銀河系的附近存在着一個又一個的星系。科學家把銀河系與鄰近星系,共稱為 本星系群 Local (Galactic) Group。

Local Group

Local Group

宇宙磅礡而冷漠

本星系群的直徑為1000萬光年, 當中包含了約 56 個星系,包括最大的仙女座星系、第二大的銀河系、以及第三大的三角座星系。56乘以數千億得出的天文數字,大概就是本星系群擁有的恆星數目,數字的增長慢慢超越我們人類能想像的尺度。

但即使擁有多得無法想像的恆星數目,本星系群仍保持着它極為空曠的空間,以及無邊的冰冷。

面對浩瀚的星海,我們微小得像塵埃

在光年之外,還存在着那麼多的星系,以及極為死寂的廣闊空間。「面對浩瀚的星海,我們微小得像塵埃」,以塵埃去形容人類,原來已經是很給面子了。

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