这个画面美吗？
这是一幅基于严谨科学推演所模拟出的、40亿年后地球的夜空，一道横跨天际、无比壮丽的星系盘，那是仙女座星系，它将如同一道燃烧的宇宙伤疤，占据我们的整个视野。
在过去的几十年里，这个景象几乎是一个“板上钉钉”的预言，我们都知道40亿年后，仙女座星系将会与我们的银河系发生一场毁灭性的碰撞，两者将在引力的无情拉扯下，花费数十亿年的时间，最终合并成一个更庞大、更古老的椭圆星系。
但根据最新研究发现，这个我们以为“注定”的结局，其发生的概率可能已经大幅度下降了。
这场“宇宙合并”的故事，始于人类对自身位置的一次颠覆性认知。
在19世纪甚至到20世纪初，那时候的人们普遍认为，我们目之所及的整个宇宙，有且只有银河系，那些在望远镜中看到的、如同幽灵般旋转的“星云”，被认为是银河系内部正在形成的气体结构，直到1923年，美国天文学家埃德温·哈勃，利用当时全球最强大的胡克望远镜，指向了那团位于仙女座方向的、最著名的“星云”。
他所看到的，粉碎了人类的宇宙观。
他发现，在那团云雾的边缘，居然解析出了独立的恒星，更重要的是，他找到了“造父变星”，一种可以用来测量宇宙距离的“标准蜡烛”，通过测量这些恒星的亮度与脉动周期，他计算出了一个惊人的数字：这团“星云”远在250万光年之外，远远超出了银河系的边界。
所以“仙女座星云”不是星云，它是一个和银河系一样庞大、甚至更大的“星系岛屿”，这个发现直接粉碎了“银河系就是整个宇宙”的旧观念，宇宙的尺度在瞬间被放大了亿万倍。
也正是从那一刻起，天文学家们开始以前所未有的热情，测量这些“新发现”的星系的运动轨迹，他们想知道，这些星系是在远离我们，还是在靠近我们，通过观测光谱，科学家们发现了一个普遍规律：绝大多数星系的光谱线都向着波长更长的“红端”偏移，这意味着它们正在远离我们，这就是宇宙膨胀的伟大证据。
但仙女座星系却是个令人不安的例外，早在1912年，天文学家维斯托·斯里弗在观测仙女座光谱时，就发现了这个奇怪的现象：它的光谱线出现了“蓝移”，“蓝移”意味着，它正朝我们而来，在随后的数十年中，多次观测都证实了这个结果：仙女座星系正在引力的作用下，以大约每秒110公里的恐怖速度，笔直地冲向银河系。
然而一个物体朝你高速飞来，并不意味着它一定会撞上你。
想象一下，一颗子弹以高速从你面前飞过，如果它只是“擦肩而过”，就不会有碰撞。天文学家们面临的正是这个问题：我们只知道仙女座的“径向速度”，但我们对它“横向速度”一无所知，如果它的横向速度为零，那它就是一次“正中红心”的对撞。如果它的横向速度很大，它或许会完美地错过我们，与银河系在未来各自安好。
这个谜团在2012年被解开，经过长达数年的“凝视”，哈勃太空望远镜的团队通过极其精密的测量，首次捕捉到了仙女座星系中恒星的微弱横向运动，他们得出的结论是，仙女座的横向运动速度极小，大约仅为每秒17公里。
这个速度，用天文学家的话说，就是“小到可以忽略不计”，结合了径向速度、极小的横向速度以及强大的引力模型，研究人员推算出：银河系与仙女座之间的轨道交点距离，在未来会不断缩短，最终二者必然形成引力捕获并合并。
哈勃望远镜的观测，第一次为这场碰撞盖上了“不可避免”的印章，这一结果在2019年得到了进一步的“终极验证”，欧洲航天局的“盖亚”空间望远镜，这台人类历史上最精密的“银河系测绘仪”，提供了银河系数十亿颗恒星的精确三维位置与运动速度数据。
模拟的精度提升到了前所未有的程度，新的模型显示，两者将在约45亿年后开始第一次“擦肩式”碰撞，那时的天空将不再是我们熟悉的模样，夜空中将出现一道由仙女座盘面构成的巨大星系盘，横跨天际，数万亿颗恒星将在同一片天空下交织闪耀。
到大约55亿年后，在引力的反复拉扯和“动力摩擦”下，两个星系将彻底失去各自的螺旋结构，完全融合成一个新的、更庞大的巨型椭圆星系，并被命名为“银河-仙女座星系”，在过去的十年里，这几乎是教科书级别的“标准答案”。
然而科学的魅力就在于它的“永不确定”，前段时间一篇发表在《自然·天文学》期刊上的论文，彻底搅动了这潭“死水”，这篇题为《银河系-仙女座星系合并不确定性》的研究，得出了一个令人震惊的结果。
科学家们利用最新的数据，进行了一场规模空前的蒙特卡洛模拟，结果是在未来100亿年里，银河系与仙女座星系有接近50%的概率不会合并，换句话说，那场被认为“注定”的宇宙合并，可能只是一个“概率事件”，而非一个“确定的结局”。
为什么会发生如此巨大的反转？
研究团队指出，过去的模拟存在一个致命的缺陷：过于简化。它们大多是“两体模型”，只考虑了银河系和仙女座这两个主角，但我们的“本星系群”并非只有它们，研究团队选取了群内最关键的四大成员，银河系、仙女座星系、三角座星系和大麦哲伦星云，并考虑了它们之间复杂的引力相互作用。
大麦哲伦星云不是一个轻飘飘的小卫星，它非常重，直到最近才刚刚被银河系捕获，它的“闯入”给我们整个系统的引力平衡带来了巨大的“扰动”，三角座星系是第三大成员，它目前更像是仙女座的“卫星”。
研究者借助最近由盖亚望远镜和韦伯望远镜提供的、比2019年更精确的位置、速度和距离数据，进行了三体乃至四体系统的未来轨迹积分。
结果显示，在简化的“银河系-仙女座”两体模型中，它们合并的概率仍然非常高，但当加入“三角座星系”与“大麦哲伦云”这两个“变量”后，情况发生了逆转，在复杂的四体模型中，后两个“小家伙”的引力拉扯，像是在玩“引力弹弓”，极大地增加了两个“大家伙”轨道的不确定性。它们可能会“窃取”或“转移”银河系与仙女座之间的轨道能量。
最终四体模型显示，在100亿年的时间框架内，两者合并的概率仅略高于50%。
此外研究团队还指出了一个残酷的现实：我们目前的“测量精度”，依然“不够用”，2012年哈勃测量的“17公里/秒”虽然伟大，但它只是一个最佳估计值，最新的研究表明，仙女座横向速度的“不确定性”依然高达每秒40至65公里。
在模拟天体轨道时，一个微小的初始条件误差，在经过数十亿年的积分后，会导致结果的巨大差异，两个星系要真正“合并”，需要彼此靠近至一定距离，从而通过“动力摩擦”将轨道能量耗散掉。但新的研究发现，如果它们的最近通行点大于这个距离，动力摩擦的效率极低，轨道可能根本不会“坠入”合并。
它们可能不会“撞”，而是会变成一对“永恒的舞伴”，在未来数百亿年里，维持一种长期的、相互绕行的轨道状态。
但你并不用担心。
因为无论是“必然碰撞”还是“擦肩而过”，这都是一个发生在数十亿年之后的过程，对于人类文明，乃至地球未来几千万年的存在，都毫无影响。
这个“科学的大反转”告诉我们的，不是一个关乎存亡的坏消息或好消息，而是科学本身的运作方式：它永远在质疑、永远在修正、永远在接近真相的路上。
那幅40亿年后壮丽的夜空图景，也许会发生，也许不会，宇宙为我们保留了50%的悬念。
热门跟贴