Jeśli galaktyki oddalają się od siebie, to dlaczego Droga Mleczna i galaktyka Andromeda zbliżają się do siebie?

Andromeda Galaxy zbliża Drogę Mleczną na około 684.000 mil / godz, co czyni go jednym z niewielu blueshifted galaktyk. Oczekuje się zatem, że Galaktyka Andromeda i Droga Mleczna zderzą się za około 3,75 lub 4,5 miliarda lat.

Dlaczego niektóre galaktyki odchodzą i dlaczego nasza galaktyka i Andromeda zbliżają się do siebie?

Oto moja odpowiedź na podobne pytanie opublikowane na stronie wymiany stosów fizyki.

Prawo Hubble'a (prawo, które zajmuje się ekspansją wszechświata) stosuje się do ekspansji samej przestrzeni, tj. Jeśli dwa stacjonarne obiekty, które nie miały między sobą żadnej siły, zostałyby pozostawione same sobie, odległość między nimi wzrastałaby z czasem, ponieważ sama przestrzeń rozwija się. Właśnie do tego odnosi się prawo Hubble'a.

W przypadku Drogi Mlecznej i galaktyk Andromedy (i wszystkich innych galaktyk) istnieje między nimi siła: grawitacja. Siła grawitacyjna między Drogą Mleczną a galaktykami Andromedy spowodowała przyspieszenie, które powoduje, że obie galaktyki poruszają się ku sobie szybciej, niż przestrzeń między nimi się powiększa, zgodnie z prawem Hubble'a. Jednak ogromna większość galaktyk znajduje się wystarczająco daleko od Drogi Mlecznej, że siła grawitacji między nami a nimi jest niewielka w porównaniu do ekspansji Hubble'a i dominuje prawo Hubble'a.

Krótko mówiąc, prawo Hubble'a obowiązuje we wszechświecie, ale zlokalizowane układy mogą mieć między sobą wystarczającą siłę przyciągania grawitacyjnego, że dominują efekty grawitacyjne

Im dalej, tym szybciej galaktyki oddalają się od nas. Ale to tylko ogólna ekspansja wszechświata. Lokalnie prędkości mogą się różnić i należy je dodać do ogólnego rozszerzenia. Galaktyka Andromedy jest wystarczająco blisko Drogi Mlecznej, aby móc pokonać ogólną ekspansję przestrzeni kosmicznej. Galaktyka Andromeda i Droga Mleczna przyciągają się grawitacyjnie.

Prawo Hubble'a zastosowane do Galaktyki Andromedy / Drogi Mlecznej zwraca ekspansję przestrzeni mniejszą niż 70 km / s, ponieważ stała Hubble'a wynosi około 70 km / s / Mpc, a odległość wynosi około 2,5 miliona lat świetlnych, mniej niż 1 Mpc ( = 3,26 lat świetlnych, patrz Parsec ). Ta prędkość jest mniejsza niż około -300 km / s helio-radialna prędkość (już odjęta ekspansja kosmiczna) galaktyki Andromedy, dlatego jest możliwa do pokonania.