银河系在移动吗？

天文科普
20年10月7日
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我是好人

银河系在移动吗？
在 400 年前，人们证实了地球绕太阳运动，在 150 年前又证实了太阳绕银河系中心运动，所以毫无疑问银河系也是运动的。
关于银河系的最新研究表明，我们的银河系——银河是星系群中被叫做河内星系的一部分。银河系和仙女座是主要的两个星系，仙女座星系比银河星系大，它至少包括 300 亿颗恒星。在河内星系外是另一个大星系叫“玛菲星系”（以第一个研究它的天文学家的名字命名），它可能不属于河内星系。另外，在宇宙中有 20 个小星系，每个星系包括约 100 亿颗恒星。河内星系中的星系，包括我们银河系在内，大体上在绕整个系统的中心运动，而且它们都在以 3.5 万光年为直径的球体中。这么大的球体只是我们的近邻，在它的外面是星系群，其中有的比河内星系大，而且每个星系群还包含几千个星系。
我们可以假设在星系群中星系绕某个引力中心运动，可是星系群是怎样运动的呢？
这个问题的答案在天文学家们认识到其他星系的存在之前就已经有些眉目了。1921 年，美国天文学家韦斯特·麦尔温·斯立弗测出了仙女座星云的无线电波的波速（当时这么叫），约为每秒 200 公里，其中一部分是由于太阳在绕银河系中心旋转的过程中向仙女星系运动的结果。如果从仙女座的中心到银河系的中心进行测量，波速只有每秒 50 公里。
这些处于普通状态的物体看起来离我们是这么远，但是斯立弗已经测出了 15 个星云的无线电波波速。除了仙女座星系和其他一个星系（后来被证明它是河内星系的一部分）外，所有的星系都远离我们运动，而且有的退行速度看起来很高。
其他天文学家继续从事了这项研究，并发现所有的星系（除了斯立弗指出的那两个）都正在离我们而去，而且星系越模糊（所以假设星系越远），它们的退行速度也越快。
美国天文学家米尔顿·拉萨力·胡马生为了得到这些比较模糊的星系的光谱，拍摄了很多照片，其中包括每夜发生的爆炸。在 1928 年他发现一个星系正以每秒 3800 公里的速度后退。到 1936 年时，他又发现一个正在以每秒 4 万公里的速度后退的星系。
这些发现产生了一个新问题，为什么所有的星系都在远离我们运动，为什么星系离得越远就退行得越快，是不是我们的星系有什么特殊的地方？是不是它排斥其他星系，并且排斥的速度随着距离变远而加强？这些问题都还不清楚。如果银河系产生斥力，那么它也会作用于河内星系本身，但它没有。而且斥力随着距离的增大而变得更强的结论看起来不太可能。一个磁极会排斥另一个和它同性的磁极，一个电荷会排斥另一个同种电荷，在这种情况下，斥力随距离的增大而减弱，所以关于我们的星系需要其他的解释。
哈勃是第一个看见真正的恒星的人，他解决了这个问题。他注意到其他星系并不只是远离我们退行，它们彼此之间也越离越远。不管我们位于哪个星系，其他星系都会离我们越来越远，退行的速度看起来也都会随距离的增大而增大。哈勃在 1929 年得出结论，整个宇宙在不断膨胀，星系彼此之间的分离运动也是膨胀的一部分，而不是由于任何斥力的作用。
事实上，1916 年爱因斯坦就建立了一组描述整个宇宙特性的方程组，作为他相对论的一部分。这些方程组表明宇宙将会不断扩大，虽然当时爱因斯坦自己还没有意识到这个问题。