Ich dachte, es wäre eine lustige Frage, ich habe darüber nachgedacht. Laien-Version, daher sind Korrekturen willkommen.

Das sehr frühe Universum, die ersten Sekunden oder so, war ziemlich dicht. Dies ist ziemlich gut bekannt und die Einzelheiten und Details sind für diese Frage nicht wirklich wichtig, aber die Energie und das Zeug im frühen Universum, das später die Milchstraße bildete, und die Energie und das Zeug, das Andromeda bildete, waren kosmische Nachbarn und im ersten Sekunden des Universums, ziemlich nahe beieinander. Die grundlegende Hubble-Regel lautet, dass Dinge, die nahe beieinander liegen (kosmologisch gesehen), immer nahe beieinander waren, wie die Punkte auf einem Ballon, der in die Luft gesprengt wird. Alles bewegt sich weg von allem anderen, aber Dinge, die nebeneinander waren, waren immer nebeneinander. Auf kleineren Skalen, wie Sternen in Galaxien oder Planeten, gilt dies nicht aufgrund von Gravitationshilfen und unterschiedlichen Umlaufbahnen, sondern für Galaxien. (Es mag einige kleine Abweichungen bei "umlaufenden" Zwerggalaxien geben, aber es ist im Großen und Ganzen immer noch wahr).

Ein weiterer wichtiger Punkt, den man über das frühe Universum machen sollte, ist, dass es viel einheitlicher war. Aufgrund der Gleichmäßigkeit zog die Schwerkraft nahezu gleichmäßig in alle Richtungen. Die nahegelegenen etwas massiveren Wolken aus Materie und Energie dominierten nicht gravitativ, da es in alle Richtungen eine ähnliche Masse gab. Sie könnten denken, dass ein dichteres Universum eine stärkere Schwerkraft in Richtung der nahegelegenen Materie bedeutet, aber das passiert nicht, wenn die Materie gleichmäßig genug in alle Richtungen verteilt ist.

Im Allgemeinen begannen in dem sehr jungen Universum die Dinge, die zur Milchstraße wurden, und die Dinge, die zu Andromeda wurden, viel näher, aber sie zogen sich aufgrund der Einheitlichkeit nicht sehr früh aneinander .

Im Laufe der Zeit überwand die lokale Schwerkraft die Gleichmäßigkeit. Ich konnte Ihnen nicht sagen, wann das passiert ist (vielleicht kann es jemand hier), aber es dauerte einige Zeit, bis sich die Entstehung galaktischer Gruppen und Cluster bildete. Aus der Hintergrundstrahlungskarte wissen wir, dass das Universum noch 380.000 Jahre nach dem Urknall ziemlich einheitlich war. Siehe Bild:

(Bearbeiten aufgrund von Korrekturen). Und in 380.000 Jahren wird angenommen, dass das bekannte Universum ungefähr 1/1100 seines aktuellen Radius beträgt. Wir wissen aus der kosmischen Hintergrundstrahlung, dass das Universum zu dieser Zeit noch weitgehend einheitlich war, obwohl Ungleichmäßigkeit zur Bildung von Galaxien, Clustern und Superclustern führte. Daher war es wichtig, aber es dauerte noch einige Zeit, bis es lokal war Gruppen und galaktische Cluster zu bilden.

Siehe hier.

Auf dieser Karte sind die in Rot dargestellten heißen Regionen 0,0002 Kelvin heißer als die in gezeigten kalten Regionen blau.

und

Es wird angenommen, dass diese kosmischen Mikrowellentemperaturschwankungen Schwankungen der Materiedichte im frühen Universum verfolgen, wie sie kurz danach eingeprägt wurden der Urknall. In diesem Fall enthüllen sie viel über das frühe Universum und den Ursprung von Galaxien und die großräumige Struktur im Universum.

Sobald jedoch die lokale Schwerkraft die Gleichförmigkeit überholt hat, können Galaxien mit dem Zeichnen beginnen einander effizienter zusammen. Das Spinnennetzmuster von Galaxien zeigt, dass dies tendenziell der Fall ist, da Galaxien andere Galaxien zu sich ziehen, selbst wenn sich der Raum ausdehnt, sodass Sie Linien dichterer Regionen mit mehr Galaxien und Taschen leeren Raums erhalten, die größtenteils frei von Galaxien sind .

Bildquelle zur weiteren Lektüre.

Also, was im Grunde mit Andromeda und der Milchstraße passiert ist, ist, dass diese Expansionskombination mit Gleichförmigkeit sie ziemlich weit voneinander entfernt hat, selbst als sie sich noch bildeten, aber sie waren immer noch Nachbarn von nebenan, was Galaxien angeht.

Sowohl die Milchstraße als auch Andromeda haben kleinere, engere Zwerggalaxien absorbiert, vielleicht viele Male, also waren sie nicht die nächsten 2, aber sie waren die nächsten 2 Nicht-Zwerggalaxien (zumindest, die wir kennen).

Sie könnten denken, dass Galaxien andere Galaxien umkreisen könnten, aber die Art der Hubble-Expansion gibt Galaxien nicht viel Tangentialgeschwindigkeit zu anderen nahe gelegenen Galaxien, so dass sich im Grunde genommen zwei Galaxien aufgrund gegenseitiger Bewegungen entweder aufeinander zu bewegen Schwerkraft oder voneinander entfernt aufgrund des wachsenden Raums. In einem 3 oder mehr Galaxiensystem mit ähnlichen Massen können sie eine gewisse Tangentialgeschwindigkeit erreichen, aber im Allgemeinen ist die Richtung zwischen 2 großen Galaxien meistens entweder in Richtung oder weg, nicht in einer Umlaufbahn.

Wenn der Gleichmäßigkeitseffekt durch die lokale Gravitation lokaler Gruppen oder Cluster überholt wird, ist es auch zu beachten, dass sich massive Objekte in diesen Entfernungen nicht schnell gegenseitig ziehen. Es dauert lange, bis sich die allmähliche Beschleunigung in eine relevante Geschwindigkeit verwandelt.

In unserer gegenwärtigen Entfernung von Andromeda (ungefähr 2,5 Millionen Lichtjahre) und seiner aktuellen Masse (ungefähr 1,5 Billionen Sonnenmassen) ist es die G-Kraft Bei uns wird die folgende Formel verwendet (Mathematik kann bei Bedarf hinzugefügt werden):

ergibt ungefähr 1 / 2,8 Billionenstel Meter pro Sekunde im Quadrat. Das ist weniger als 1 / 20.000stel der Anziehungskraft, die Pluto auf der Erde hat. Ein so kleiner Zug wird die Dinge extrem langsam aufeinander zu beschleunigen, so dass (glaube ich) in den ersten Milliarden oder wenigen Milliarden Jahren die Ausdehnung des Raums zwischen der Milchstraße und Andromeda wahrscheinlich jede durch die Schwerkraft verursachte Geschwindigkeit zwischen ihnen überstieg.

Die gute Nachricht ist, dass Andromeda und die Milchstraße lange Zeit miteinander zu tun hatten. Ungefähr 13 Milliarden Jahre oder so. 1 / 2,8 Billionen m / s ^ 2 über eine Milliarde Jahre sind ungefähr 11 km / s. Über 13 Milliarden Jahre, 143 km / s. Und die tatsächliche Geschwindigkeit, mit der sich die Milchstraße in Richtung Andromeda bewegt, ist nicht allzu weit davon entfernt, etwa 110 km / s. Das genau dort gibt uns eine Netwonsche Schätzung, wie weit sie voneinander entfernt waren, als sie anfingen. (Nun, Fußnote, für Objekte mit etwas ähnlicher Masse müssen Sie die Masse von beiden nehmen, nicht nur die größere, also näher an 15 oder 16 km / s pro Milliarde Jahre), aber das ändert sich nicht Die Gesamtzahl ist zu hoch.

Expansion der Dunklen Energie (die derzeit zwischen der Milchstraße und Andromeda etwa 60 km / s beträgt), und das macht die Berechnungen etwas schwieriger, insbesondere seit der Expansion der Dunklen Energie könnte in den letzten 13 Milliarden Jahren nicht konstant gewesen sein. In Verbindung stehender Artikel hier.

Bei der gegenwärtigen Geschwindigkeit bewegen sie sich zusammen, ungefähr 110 km / s oder 250.000 mph oder 1 / 2.680 c, in einer Milliarde Jahren bei aktueller Geschwindigkeit Andromeda wird 375.000 Lichtjahre näher sein (und in Wirklichkeit wird ein bisschen mehr, da es sich durch gegenseitige Schwerkraft weiter beschleunigt und die Expansion der dunklen Energie verringert wird, wenn sie näher kommen).

Und wenn wir rückwärts arbeiten, Vor einer Milliarde Jahren war es etwas weniger als 375.000 Lichtjahre weiter entfernt als die derzeitige Entfernung von 2,5 Millionen Lichtjahren, wobei sich die Entfernungen in früheren Milliardenjahresintervallen weiter verringerten. Je weiter Sie zurückgehen, und die Schwierigkeiten zu wissen, wie nahe sie waren, als die lokale Schwerkraft zu einem Schlüsselfaktor für die Gleichmäßigkeit wurde, machen Schätzungen ziemlich schwierig, aber sie waren wahrscheinlich nie zu weit voneinander entfernt als jetzt. Vielleicht doppelt, als eine sehr grobe Vermutung. Da die Gravitationsbeschleunigung auf dem Quadrat der Entfernung abnimmt, fällt es mir schwer zu glauben, dass Andromeda jemals viel mehr als doppelt so weit war wie jetzt.

Ich würde mir vorstellen, basierend auf meinen obigen Annahmen, dass zu dem Zeitpunkt, als die Galaxien als Galaxien erkennbar waren, beispielsweise als das Universum eine Milliarde oder 2 Milliarden Jahre alt war (Geben oder Nehmen), Andromeda und die Milchstraße wahrscheinlich waren Anfangs voneinander wegbewegen, aber im Laufe der Zeit konnte die Anziehungskraft die Ausdehnung des Raumes überwinden.

Die kurze Antwort lautet:

  Inflation  

Die beiden Galaxien bildeten fast eine Milliarde Jahre nach dem Urknall einen großen Abstand voneinander . Sie sind heute so nah wie nie zuvor.

Die meisten Menschen unterstrichen die Rolle, die die Expansion des Universums spielt. Diese Expansion „drückt“ Andromeda jedoch nicht weg, sondern ändert nur die Frequenz des von Andromeda emittierten Lichts, sodass wir eine Geschwindigkeit zuordnen können, die würde den gleichen Doppler-Effekt erzielen (wenn ein Objekt wie ein Feuerwehrauto eine Welle aussendet und weggeht, hat die empfangene Welle eine niedrigere Frequenz als die ausgesendete).

Die korrektere Antwort wäre sei es, dass die beiden Galaxien das Ergebnis einer langen Akkretion (von Gas) und einer Verschmelzung der Geschichte (mit einer anderen jetzt verschwundenen kleineren Galaxie) sind. Jedes dieser Ereignisse veränderte die Geschwindigkeit von Andromeda und der Milchstraße im Vergleich zu einem Ruhezustand, so dass die Geschwindigkeit heutzutage das Ergebnis dieser zahlreichen Wechselwirkungen ist, der Anziehungskraft aufeinander und des Gravitationspotentials, das durch das Lokal erzeugt wird Gruppe (die Gruppe von Galaxien, zu der die Milchstraße und Andromeda gehören, zum Beispiel die Große Magellansche Wolke).

Wenn Sie veranschaulichen möchten, wie die Entstehung einer Galaxie aussieht, können Sie sich eine Simulation wie die Horizon-AGN-Simulation ansehen. Es gibt ein Video (hier: http://www.horizon-simulation.org/movies/horizon-AGN_denseproj.avi), in dem Sie sehen können, wie sich Galaxien innerhalb eines kosmologischen Rahmens bilden. Im Film ist jeder helle Punkt eine sich bildende Galaxie. Sie können viele sehr komplizierte Wechselwirkungen sehen, so dass sich heute möglicherweise zwei nahe beieinander liegende Galaxien sehr weit entfernt gebildet haben und in die Nähe gebracht wurden.

Bei unseren beiden Galaxien können Sie erwarten, dass die ursprünglichen Standorte unserer beiden Galaxien im Vergleich zu heute sehr unterschiedlich waren, da wir uns in einer Gruppe von Galaxien befinden. Der Grund dafür ist, dass in der Vergangenheit, wie von userLTK sehr richtig erklärt, die Entfernungen kleiner waren, so dass die Anziehungskraft von Objekten (im Durchschnitt der lokalen Gruppe) stärker war als heute. Daher hatte die Wechselwirkung der Materie, die jetzt die Gruppe der Galaxien bildet, in der MW und Andromeda lagen, Gravitationswechselwirkungen, die irgendwie stärker waren, so dass die relative Geschwindigkeit höher war. Aus diesem Grund sind unsere beiden Galaxien für 14 Gyr von einem entfernten Ort zu ihrem aktuellen Ort gereist, wo sie sich zufällig aufeinander zubewegen.