Các thiên hà không bị "lạc đường" - để xem các vụ va chạm xảy ra như thế nào, chúng ta cần sớm quay lại sự hình thành thiên hà.
Vì vậy, Big Bang xảy ra. Không gian bắt đầu mở rộng - đáng kể và đến một mức độ lớn. Nhân tiện, không gian đó đang mở rộng, không phải các thiên hà di chuyển trong không gian, nhân tiện - khoảng cách tự thay đổi. (Đó là lý do tại sao nó được gọi là mở rộng "số liệu", số liệu là một thuật ngữ cho các thước đo khoảng cách và cũng là lý do tại sao các nhà vũ trụ học nói rằng Vụ nổ lớn xảy ra "ở mọi nơi").
Ở một phần nhỏ của một giây, sự mở rộng lớn đang cuộn lại. Không gian tiếp tục mở rộng, nhưng với tốc độ chậm hơn nhiều. Lực lượng cơ bản cuối cùng tách ra và vũ trụ bị bỏ lại như một hỗn hợp đậm đặc cực kỳ nóng, nóng đến mức ngay cả các hạt cơ bản như proton, neutron và electron cũng không thể tồn tại - mặc dù các quark có thể tồn tại.
Nhưng có một số điều rất tinh tế đang diễn ra. Mặc dù sự bành trướng đã để lại cho chúng ta một vũ trụ đồng nhất, đồng nhất đến khó tin, mật độ không thay đổi đáng kể giữa các nơi. Khi mọi thứ hạ nhiệt, và các hạt bắt đầu ngưng tụ (và hủy diệt, và những thứ khác), vũ trụ chỉ còn lại cái mà các nhà vũ trụ học gọi là sóng âm - về cơ bản là sóng đứng. Và nếu bạn đã từng xem các video về một khay cát bị rung , bạn sẽ biết rằng một tác động là nó để lại một số nơi có nhiều cát hơn, một số ít hơn, do các kiểu giao thoa. Vì vậy, vũ trụ của chúng ta kết thúc, khi nó mở rộng, với một số khu vực dày đặc hơn, một số ít dày đặc hơn.
Một hiệu ứng thứ hai đi vào chơi. Bạn sẽ biết (hoặc đã nghe nói về) vật chất tối. Chúng ta không biết nó được tạo ra từ cái gì, nhưng chúng ta biết nó tồn tại (các thiên hà không thể hình thành mà không có nó, chúng sẽ bay ra hoặc mất nhiều thời gian hơn so với tuổi của vũ trụ để hình thành) và chúng ta biết rất nhiều về cách thức nó hành xử - những gì buộc nó phản ứng, và những gì buộc nó không. Tương tác thông qua trọng lực - vâng, rất yếu. Tương tác thông qua lực điện từ - không, hoàn toàn không. Đó là bit sau là rất quan trọng.
Khi vật chất "thông thường" sụp đổ, nó nóng lên. Đó là cách chúng ta có được những ngôi sao chẳng hạn. Bức xạ được giải phóng trong quá trình sụp đổ cũng hoạt động như một loại áp lực, chống lại sự sụp đổ, làm chậm nó xuống. Đó là lý do tại sao những ngôi sao như mặt trời của chúng ta ổn định quá lâu. Vật chất tối không tương tác điện từ (theo như chúng ta biết) nên nó không thể trải nghiệm hoặc tạo ra bức xạ điện từ. Vì vậy, khi nó sụp đổ, nó không nóng, nó không giải phóng bức xạ ... Tôi nghĩ bạn có thể thấy nơi này sẽ diễn ra. Không có bức xạ nào được giải phóng trong quá trình sụp đổ để chống lại sự sụp đổ hơn nữa, vì vậy nó có thể sụp đổ nhanh hơn nhiều so với vật chất thông thường . Như một bên, bởi vìnó không thể giải phóng bức xạ, nó cũng không thể loại bỏ năng lượng phải được loại bỏ để cho phép các vật thể dày đặc hình thành. Vì vậy, nó kết thúc nhanh chóng sụp đổ thành một "hào quang" khuếch tán mờ ám, nhưng sau đó không thể sụp đổ nhiều hơn nữa. Và không có gì ngạc nhiên, nó sụp đổ ở những nơi vũ trụ dày đặc hơn một chút. Vì vậy, bạn có được cái mà các nhà vũ trụ học gọi là "sợi" và "halos" của vật chất tối, hơi giống như một miếng bọt biển hoặc một pho mát Thụy Sĩ, với "khoảng trống" so sánh ngăn cách chúng. Vật chất thông thường bị thu hút mạnh mẽ hơn đối với các sợi và vật chất tối đã tồn tại. Nó sụp đổ về phía họ. Trọng lực bản thân của vật chất thông thường được tăng cường nhờ lực hấp dẫn do nồng độ vật chất tối ở đó - và vật chất thông thường có thể mất năng lượng do phóng xạ, do đó, nó sụp đổ nhiều hơn vật chất tối, để hình thành các thiên hà và nội dung của chúng mà chúng ta có thể thấy ngày nay.
Trọng lực có thể làm điều này, bởi vì sự giãn nở của vũ trụ giờ đã chậm lại rất nhiều so với "thời hoàng kim" của nó, lực hấp dẫn đó có thể kéo một số vật chất lại với nhau trong không gian nhanh hơn sự giãn nở có thể thêm không gian giữa chúng . Trong khoảng cách vũ trụ, lực hấp dẫn yếu hơn rất nhiều và sự giãn nở chiếm ưu thế, vì vậy các cụm và siêu đám vẫn di chuyển xa nhau, nhưng trong các cụm, các thiên hà và các nhóm thiên hà được gia tốc bởi lực hấp dẫn đủ để chúng chủ yếu ở trong các nhóm và cụm của chúng, và di chuyển xung quanh quỹ đạo trong chúng.
Vì vậy, chúng tôi kết thúc với một vũ trụ, ở quy mô vũ trụ, chúng ta thấy sự mở rộng "chiến thắng" vì trọng lực là yếu, vì vậy chúng ta thấy các siêu đám mây di chuyển xa nhau. Nhưng trong các cụm và các nhóm thiên hà, chúng ta thấy lực hấp dẫn "chiến thắng" bởi vì nó mạnh hơn ở khoảng cách nhỏ hơn, do đó, các cụm và các thực thể bị ràng buộc bởi lực hấp dẫn như các thiên hà vẫn ở cùng nhau.
Điều này có nghĩa là, các thiên hà và các nhóm thiên hà bị ràng buộc bởi lực hấp dẫn nhiều hơn chúng bị phân tách bởi sự giãn nở. Vì vậy, họ vẫn di chuyển trong các cụm và nhóm của họ, mặc dù mở rộng phổ quát. Và, đôi khi, do chuyển động của 3 hoặc nhiều vật thể riêng biệt dưới trọng lực là hỗn loạn (và các cụm có thể chứa hàng tỷ hoặc hàng nghìn tỷ thiên hà), toàn bộ các thiên hà sẽ bị đẩy ra, hoặc va chạm hoặc làm bất cứ điều gì các thiên hà làm. Và đó là cách nó xảy ra.
(Mặc dù bạn không hỏi, đó là một câu hỏi tự nhiên để tự hỏi điều gì sẽ xảy ra tiếp theo. Chúng tôi tin rằng tốc độ mở rộng đã dần tăng lên. Điều đó có nghĩa là trong tương lai xa (hàng chục và hàng trăm tỷ năm), các thiên hà sẽ Phải gần nhau hơn nữa, để lực hấp dẫn chi phối sự giãn nở. Vì vậy, các cụm ổn định bây giờ, có thể bị phá vỡ trong tương lai xa. Nếu sự mở rộng tăng tốc đủ thì các vật thể nhỏ hơn cuối cùng cũng có thể vỡ ra, có thể là các thiên hà, hoặc thậm chí là các ngôi sao và nguyên tử Nhưng đó là điều không ai biết.)