Якщо галактики віддаляються одна від одної, то чому галактика Чумацький шлях та Андромеда наближаються одна до одної?

Андромеди наближається до Чумацького шляху близько 684000 миль / год, що робить його одним з небагатьох зміщені в фіолетову галактик. Галактика Андромеди і Чумацький Шлях, таким чином, очікується, що зіткнуться приблизно через 3,75 або 4,5 мільярда років.

Чому деякі галактики віддаляються і чому наша галактика та Андромеда наближаються одна до одної?

Ось моя відповідь на подібне запитання, розміщене на веб-сайті обміну стеками фізики.

Закон Хаббла (закон, який стосується розширення Всесвіту) застосовується до розширення самого простору, тобто, якщо два об'єкти, нерухомі один до одного, які не мали сили між собою, залишилися б у спокої, відстань між ними збільшиться з часом, оскільки сам простір розширюється. На це звертається закон Хаббла.

У випадку галактик Чумацького Шляху та Андромеди (і всіх галактик з цього питання) між ними діє сила: гравітація. Гравітаційна сила між Чумацьким Шляхом і галактиками Андромеди дала прискорення, яке змушує обидві галактики рухатися назустріч одна одній швидше, ніж простір між ними розширюється, як обчислюється законом Хаббла. Однак переважна більшість галактик лежить досить далеко від Чумацького Шляху, що гравітаційна сила між нами та ними невелика порівняно з експансією Хаббла і закон Хаббла домінує.

Коротше кажучи, закон Хаббла застосовується по всьому Всесвіту, але локалізовані системи можуть мати достатньо гравітаційного притягання між ними, щоб гравітаційні ефекти домінували

Чим далі, тим швидше віддаляються галактики від нас. Але це лише загальне розширення Всесвіту. Місцеві швидкості можуть відрізнятися і їх потрібно додати до загального розширення. Галактика Андромеда досить близька до Чумацького Шляху, щоб можна було подолати загальне розширення простору. Галактика Андромеда і Чумацький Шлях притягують один одного гравітацією.

Закон Хаббла, застосований до галактики Андромеди / Чумацького Шляху, повертає розширення простору менше 70 км / с, оскільки константа Хаббла становить близько 70 км / с / Мпк, а відстань - приблизно 2,5 мільйона світлових років, менше 1 Мп ( = 3,26 світлових років, див. Парсек ). Ця швидкість менша, ніж приблизно -300 км / с геліорадіальної швидкості (розширення простору вже віднято) галактики Андромеди, тому можливо подолати.