宇宙在超光速膨胀，为啥银河系和仙女座，在未来还会相撞？

在宇宙中有两个看似截然矛盾的预言，常常让天文爱好者感到困惑：

预言一： 宇宙正在膨胀，而且是在加速膨胀，在足够遥远的距离上，星系远离彼此的速度甚至超过了光速。这意味着宇宙在变“空”，万物都在分崩离析。

预言二： 我们的银河系和邻居仙女座星系正在以每秒 110 公里的速度“双向奔赴”，预计在 40 亿年后发生惨烈的“星系大碰撞”。

这究竟是怎么回事？既然宇宙膨胀的洪流势不可挡，为什么它没能把银河系和仙女座拉开？是谁给了这两个星系逆流而上的勇气？答案隐藏在宇宙最底层的两种力量，“暗能量”与“引力”的殊死搏斗中。

首先我们要纠正一个关于“宇宙膨胀”的常见误区，当我们说“星系在远离”时，并不是星系长了腿在空间里跑，而是承载星系的“空间”本身在变大。

想象一个还没吹气的气球，表面粘着两只蚂蚁，当你吹气球时，气球表面积增大，两只蚂蚁之间的距离变远了，在这个过程中，蚂蚁并没有动，是路变长了，这就是哈勃定律的核心，目前的哈勃常数大约是 70 km/s/Mpc（千米/秒/百万秒差距）。

这句话的意思是：每相隔 326 万光年（1 Mpc）的距离，空间膨胀的速度就会增加 70 km/s，如果你离我 326 万光年，你远离我的速度是 70 km/s，如果你离我 32.6 亿光年，你远离我的速度就是 70,000 km/s，如果你离我 140 亿光年，你远离我的速度就超过了光速。

这股力量源自暗能量，一种弥漫在真空中、提供斥力的神秘能量，它致力于把宇宙撕得粉碎。

既然膨胀如此猛烈，为什么我们没有被撕碎？为什么太阳系还在？为什么你没有被膨胀撕成原子？因为宇宙中还有另一种力量：万有引力，引力和暗能量是一对死对头，暗能量想把万物推开，引力想把万物拉近。

关键在于“密度”和“距离”，暗能量在单位体积内的力量非常微弱，它只有在大尺度的空旷宇宙中才能占据主导地位，而在物质密集的区域，引力是绝对的独裁者。

银河系和仙女座并不是孤零零地漂浮在宇宙中，我们属于一个叫“本星系群”的帮派，这个帮派里有 50 多个星系，其中银河系和仙女座是两个拥有巨大质量的“双子星”，这两个巨无霸之间相距 254 万光年。

让我们套用刚才的哈勃常数算一算：在 254 万光年的距离上，宇宙膨胀带来的退行速度大约只有 50 - 60 km/s，这意味着，如果只有膨胀，仙女座应该以 50 多公里的速度慢慢飘走，但是这两个星系的质量实在太大了，它们之间产生的互引力极其惊人。

在这个距离上，引力的拉扯速度远超膨胀的推离速度，实际上，我们在以约 110 km/s 的速度靠近，在这场拔河比赛中，对于“本星系群”这个小尺度的局部区域，引力完胜，暗能量惨败，所以仙女座不仅没有远离，反而呈现出宇宙中罕见的“蓝移”，它是极少数向我们冲来的大型天体之一。

既然引力赢了，那撞击就是不可避免的宿命。

天文学家利用哈勃望远镜和盖亚卫星的精确数据，已经为我们描绘出了这场史诗级灾难的时间表。

现在仙女座只是夜空中一个不起眼的纺锤形光斑，20 亿年后仙女座将变得巨大，挂在天空中，比满月还要大好几倍。它的旋臂清晰可见，像幽灵一样注视着地球，40 亿年后两个星系的外围开始接触，但这不像两辆车相撞“砰”的一声结束。

星系本质上是空旷的，它们会互相穿过对方，但巨大的引力潮汐会将两个星系的形状彻底撕碎。美丽的旋臂被拉长成细细的“潮汐尾”，恒星被甩得到处都是。

60亿年后合并完成，在经历了几次“穿过-拉回-再穿过”的钟摆式运动后，两个星系的核心最终融合在一起，曾经的螺旋星系都消失了，取而代之的是一个巨大的、无趣的、椭圆形的超级星系，天文学家给这个未来的新家起个了名字：“银河仙女星系”。

你可能会担心：星系相撞，地球会不会被撞碎？太阳会不会爆炸？

答案是：几乎绝对不会。

这又是直觉的陷阱，星系看起来很密，实际上空得离谱，如果把太阳缩小成一个乒乓球，那么最近的恒星就是 1100 公里 外的另一颗乒乓球，把两筐相距 1100 公里分布的乒乓球倒在一起，它们在空中相撞的概率几乎为零。

所以在整场星系大碰撞中，太阳系几乎不可能正面撞上另一颗恒星，我们最大的风险是被引力弹弓效应甩出星系，成为流浪恒星；或者被甩到距离核心更近的地方，遭受强辐射。

但遗憾的是，人类可能无缘目睹这一切，因为 40 亿年后，太阳本身的演化已经进入老年期。那时的太阳光度会增加，地球海洋早已蒸发，地面被烤焦，除非我们那时已经移民到了火星或者更远的地方，否则我们只能在化石里通过引力波来“感受”这场碰撞了。

数百亿年后，如果我们还活着，抬头仰望夜空，我们将看不到任何其他的星系，宇宙将变成一片绝对的死寂和黑暗，除了我们自己，银河系和仙女座的合并，是我们在宇宙彻底孤寂之前，最后的抱团取暖。

我们将所有的物质、所有的恒星、所有的文明，都紧紧地锁在这个巨大的椭圆星系里，这个新星系将成为我们在无尽虚空中唯一的“孤岛”。

所以回到最初的问题，为什么宇宙在膨胀，我们还会相撞？

因为在这个浩瀚而冷酷的宇宙中，只有引力是真正“含情脉脉”的力量，它试图把东西聚在一起，试图创造结构，创造恒星，创造生命，而暗能量是虚无的使者，它试图把一切拉开，归于冷寂。

此时此刻，我们的银河系正奋力逆流而上，抓住仙女座的手，这场未来的碰撞，不是灾难，而是本星系群对抗宇宙虚无的最后一次堡垒建设，在宇宙灯火熄灭之前，我们将融为一体，共同度过那漫长得令人绝望的永夜。