آیا انبساط کیهان مانع از ادغام کهکشانها می شود؟

ادغام کهکشانها در کیهان ما بسیار متداول است، در این ملاقات‌های باشکوه ساختار کهکشان‌ها به‌هم می‌ریزد، گاهی یکی بر گرانش دیگری چیره می‌شود یا کهکشان خُردی سراسر در دل کهکشان غول پیکر بلعیده می‌شود. نمونه های بسیاری از این دسته ادغام و یکی شدن کهکشانها را تلسکوپ فضایی هابل برای ما آشکار کرده است، حال با توجه به این مسئله این سوال پیش می آید که چطور انبساط کیهان که شامل نیروی مرموز انرژی تاریک است نمی تواند بر نیروی گرانش غلبه و مانع از ادغام کهکشانها شود؟ در بیگ بنگ این موضوع را بررسی می کنیم:

انبساط کیهان به معنی افزایش فاصلهٔ متریک بین اجسام جهان با گذشت زمان است. این انبساط درونی است، یعنی به فاصلهٔ نسبی بین اجزای جهان برمی‌گردد، و به معنی حرکت اجسام به سمت فضای بیرون نیست. انبساط جهان از ویژگی‌های مهم کیهان‌شناسی نظریه بیگ بنگ است و ریاضیات آن با متریک FLRW و نظریه میدان اسکالر برای توضیح فرم شتابدار آن توصیف می‌شود.
بخشی از این انبساط به خاطر اثر اینرسی است که جهان در گذشته منبسط شده‌است، و بخش دیگر به خاطر نیروی رانش ناشناخته‌ای است که شاید از یک ثابت کیهان‌شناسی یا انرژی تاریک آمده باشد. انبساط جهان به سرعت‌های بالاتر از سرعت نور می‌انجامد که برای تازه‌واردان گمراه‌کننده است. ولی سرعت‌های بیشتر از c در انبساط جهان با نظریه نسبیت خاص ناسازگاری‌ای ندارد. ( ۱ ) سرعت انبساط فعلی کیهان که توسط ماهواره پلانک محاسبه شده است برابر ۶۷٫۱۵ مثبت/منفی ۱٫۲ کیلومتر در ثانیه در مگا پارسک است. ( پارسک یک واحد اخترشناسی است و تقریباً برابر ۳.۲۶ سال نوری است). ( ۲ )

انبساط کیهان فقط در مقیاسهای بزرگ قابل تشخیص است و در خوشه ها و کهکشانهای نزدیک به هم تاثیر چندانی روی حرکت و ادغام کهکشانها نخواهد داشت. بعنوان مثال کهکشان آندرومدا ۲.۵ میلیون سال نوری از کهکشان راه شیری فاصله دارد و با سرعت ۴۰۰ هزار کیلومتر بر ساعت به آن نزدیک میشود و در نهایت در ۴ میلیارد سال دیگر با هم ادغام و تبدیل به یک کهکشان میشوند ( ۳ ) ، و عامل نزدیک شدن کهکشانها همین کشش گرانشی متقابل دو کهکشان است در نتیجه انبساط کیهان فقط در مقیاسهای بزرگ قابل تشخیص است و در خوشه ها و کهکشانهای نسبتا نزدیک به هم انبساط کیهان تاثیر چندانی روی حرکت و ادغام آنها نخواهد داشت.

انبساط فقط بر بزرگ‌ترین ساختارها اثر می‌گذارد. البته درون کهکشان چنان تحت‌تأثیر گرانش کهکشان است که اثر چندانی از انبساط عالم نمی‌پذیرد. گروه‌ها و خوشه‌ها نیز با گرانش درونی خود ساختارشان را در مقابل نیروی واپاشندهِ انبساط، که کهکشان‌ها را از هم دور می‌کند، تا حدّ امکان حفظ می‌کنند. اما در مقیاس‌های بزرگ‌تر آثار انبساط به‌وضوح پیداست. ( ۴ )
زمانی که سنّ عالم کمتر بوده و فواصل میان خوشه‌ها و کهکشان‌ها کمتر بوده برخوردهای بیشتری رخ می‌داده است و امروز براثر انبساط عالم احتمال برخوردها کم شده است و در آیندهِ کیهان کمتر نیز می‌شود. اگر انبساط عالم ادامه یابد و حتی سریع‌تر هم بشود عالم به‌شدت رقیق می‌شود و برهم‌کنش بین کهکشان‌هایی که عضو گروه‌ها یا خوشه‌ها نیستند کمتر و کمتر خواهد شد.

ویدئویی از ادغام کهکشانی ببینید

منابع:

۱- http://en.wikipedia.org/wiki/Metric_expansion_of_space

۲- http://www.nasa.gov/mission_pages/planck/news/planck20130321.html

۳-http://www.nasa.gov/mission_pages/hubble/science/milky-way-collide.html

۴- http://imagine.gsfc.nasa.gov/docs/ask_astro/answers/110421a.html