Nếu các thiên hà đang di chuyển ra xa nhau thì tại sao dải ngân hà và thiên hà Andromeda lại hướng về nhau?

Các thiên hà Andromeda đang đến gần dải Ngân Hà vào khoảng 684.000 dặm / giờ, làm cho nó trở thành một trong số ít các blueshifted thiên hà. Do đó, thiên hà Andromeda và dải ngân hà dự kiến ​​sẽ va chạm trong khoảng 3,75 hoặc 4,5 tỷ năm.

Tại sao một số thiên hà di chuyển ra xa và tại sao thiên hà của chúng ta và Andromeda lại hướng về nhau?

Đây là câu trả lời của tôi cho một câu hỏi tương tự được đăng trên trang web trao đổi ngăn xếp vật lý.

Định luật của Hubble (định luật liên quan đến sự giãn nở của vũ trụ) áp dụng cho việc mở rộng không gian, tức là, nếu hai vật thể đứng yên với nhau mà không có lực giữa chúng thì khoảng cách giữa chúng sẽ tăng theo thời gian bởi vì chính không gian đang mở rộng. Đây là những gì luật của Hubble giải quyết.

Trong trường hợp của các thiên hà Milky Way và Andromeda (và tất cả các thiên hà cho vấn đề đó), có một lực giữa chúng: trọng lực. Lực hấp dẫn giữa dải ngân hà và thiên hà Andromeda đã tạo ra gia tốc khiến hai thiên hà di chuyển về phía nhau nhanh hơn không gian giữa chúng đang giãn nở theo tính toán của định luật Hubble. Tuy nhiên, phần lớn các thiên hà nằm cách xa Dải Ngân hà, lực hấp dẫn giữa chúng ta và chúng rất nhỏ so với sự mở rộng của Hubble và luật của Hubble thống trị.

Nói tóm lại, định luật Hubble áp dụng trên toàn vũ trụ, nhưng các hệ thống cục bộ có thể có đủ lực hấp dẫn giữa chúng mà các hiệu ứng hấp dẫn chi phối

Càng ở xa, các thiên hà càng rời xa chúng ta. Nhưng đó chỉ là sự mở rộng tổng thể của vũ trụ. Vận tốc cục bộ có thể khác nhau và sẽ được thêm vào sự mở rộng tổng thể. Thiên hà Andromeda đủ gần dải Ngân hà để có thể vượt qua sự mở rộng không gian tổng thể. Thiên hà Andromeda và Dải ngân hà thu hút nhau bằng trọng lực.

Định luật của Hubble áp dụng cho Andromeda Galaxy / Milky Way trả lại sự mở rộng không gian dưới 70 km / giây, vì hằng số của Hubble là khoảng 70 km / s / Mpc, và khoảng cách là khoảng 2,5 triệu năm ánh sáng, dưới 1 Mpc ( = 3,26 năm ánh sáng, xem Parsec ). Tốc độ đó chậm hơn tốc độ xuyên tâm khoảng -300 km / giây (mở rộng không gian đã bị trừ) của thiên hà Andromeda, do đó khả thi để khắc phục.