Se le galassie si stanno allontanando l'una dall'altra, allora perché la Via Lattea e la galassia di Andromeda si stanno avvicinando?

La galassia di Andromeda si sta avvicinando alla Via Lattea a circa 684000 miglia / ora, rendendola una delle poche galassie blueshifted . La Galassia di Andromeda e la Via Lattea dovrebbero quindi scontrarsi tra 3,75 o 4,5 miliardi di anni.

Perché alcune galassie si stanno allontanando e perché la nostra galassia e Andromeda si stanno avvicinando?

Ecco la mia risposta a una domanda simile pubblicata sul sito Web di scambio di stack di fisica.

La legge di Hubble (la legge che si occupa dell'espansione dell'universo) si applica all'espansione dello spazio stesso, vale a dire, se due oggetti stabili tra loro che non avevano forza tra loro fossero lasciati soli, la distanza tra aumenterebbe con il tempo perché lo spazio stesso si sta espandendo. Questo è ciò che la legge di Hubble affronta.

Nel caso delle galassie della Via Lattea e di Andromeda (e tutte le galassie per quella materia) c'è una forza tra loro: la gravità. La forza gravitazionale tra la Via Lattea e le galassie di Andromeda ha prodotto un'accelerazione che sta facendo muovere le due galassie l'una verso l'altra più velocemente dello spazio che si sta espandendo come calcolato dalla legge di Hubble. Tuttavia, la stragrande maggioranza delle galassie si trova abbastanza lontano dalla Via Lattea che la forza gravitazionale tra noi e loro è piccola rispetto all'espansione di Hubble e domina la legge di Hubble.

In breve, la legge di Hubble si applica in tutto l'universo, ma i sistemi localizzati possono avere un'attrazione gravitazionale sufficiente tra loro che gli effetti gravitazionali dominano

Più lontano, più velocemente le galassie si allontanano da noi. Ma questa è solo l'espansione complessiva dell'universo. Le velocità a livello locale possono differire e devono essere aggiunte all'espansione complessiva. La galassia di Andromeda è abbastanza vicina alla Via Lattea per poter superare l'espansione generale dello spazio. La galassia di Andromeda e la Via Lattea si attraggono per gravità.

La legge di Hubble applicata alla Andromeda Galaxy / Via Lattea restituisce un'espansione dello spazio inferiore a 70 km / s, poiché la costante di Hubble è di circa 70 km / s / Mpc e la distanza è di circa 2,5 milioni di anni luce, meno di 1 Mpc ( = 3,26 anni luce, vedi Parsec ). Quella velocità è più lenta della velocità elio-radiale di circa -300 km / s (espansione spaziale già sottratta) della galassia di Andromeda, quindi fattibile da superare.