La galaxia de Andrómeda se acerca a la Vía Láctea a unas 684 000 millas por hora, lo que la convierte en una de las pocas galaxias desplazadas hacia el azul . Por lo tanto, se espera que la galaxia de Andrómeda y la Vía Láctea colisionen en unos 3750 o 4500 millones de años.
¿Por qué algunas galaxias se alejan y por qué nuestra galaxia y Andrómeda se acercan?
Aquí está mi respuesta a una pregunta similar publicada en el sitio web de intercambio de pilas de física.
La ley de Hubble (la ley que se ocupa de la expansión del universo) se aplica a la expansión del espacio mismo, es decir, si se dejaran solos dos objetos estacionarios entre sí que no tuvieran fuerza entre ellos, la distancia entre ellos aumentaría con el tiempo porque el espacio mismo se esta expandiendo. Esto es lo que aborda la ley de Hubble.
En el caso de las galaxias de la Vía Láctea y Andrómeda (y de todas las galaxias) existe una fuerza entre ellas: la gravedad. La fuerza gravitatoria entre las galaxias de la Vía Láctea y Andrómeda ha producido una aceleración que hace que las dos galaxias se acerquen más rápido de lo que se expande el espacio entre ellas según lo calculado por la ley de Hubble. Sin embargo, la gran mayoría de las galaxias se encuentran lo suficientemente lejos de la Vía Láctea como para que la fuerza gravitatoria entre nosotros y ellas sea pequeña en comparación con la expansión de Hubble y la ley de Hubble domina.
En resumen, la ley de Hubble se aplica en todo el universo, pero los sistemas localizados pueden tener suficiente atracción gravitatoria entre ellos como para que los efectos gravitatorios dominen.
Cuanto más lejos, más rápido se alejan las galaxias de nosotros. Pero eso es solo la expansión general del universo. Las velocidades locales pueden diferir y deben agregarse a la expansión general. La galaxia de Andrómeda está lo suficientemente cerca de la Vía Láctea para poder superar la expansión general del espacio. La galaxia de Andrómeda y la Vía Láctea se atraen por gravedad.
La ley de Hubble aplicada a la Galaxia de Andrómeda /Vía Láctea arroja una expansión del espacio de menos de 70 km/s, ya que la constante de Hubble es de unos 70 km/s/Mpc, y la distancia es de unos 2,5 millones de años luz, menos de 1 Mpc ( = 3,26 años luz, ver Parsec ). Esa velocidad es más lenta que la velocidad helio-radial de aproximadamente -300 km/s (ya restada la expansión del espacio) de la galaxia de Andrómeda, por lo que es factible de superar.
Alexander Friedmann demostró que si no hay una constante cosmológica adicional y el universo está lleno de algo energético (por ejemplo, materia, radiación, polvo, fluido, etc.) había dos clases de soluciones: una para un Universo en contracción y otra para uno en expansión. Universo. Es como si la estructura del espacio mismo se estirara con el tiempo, y todos los objetos dentro de ese espacio se separaran unos de otros. Cuanto más lejos está un objeto de otro, más se estira. Si todo el universo estuviera lleno uniformemente de materia, esa materia simplemente se volvería menos densa.
El descubrimiento del Hubble es que las estrellas individuales podrían medirse en otras galaxias, determinando su distancia. En las escalas más grandes, la expansión gana, en las más pequeñas, la propia gravedad del sistema. Los supercúmulos del universo, que se extienden por más de mil millones de años luz, están siendo estirados y separados por la expansión del universo. Aún así, el gran cúmulo de galaxias más cercano a la Vía Láctea, el cúmulo de Virgo, a solo 50 millones de años luz de distancia, no atraerá a la Vía Láctea hacia él. Cerca de allí, el propio cúmulo de Virgo permanecerá unido. La Vía Láctea y todas las galaxias del grupo local permanecen juntas y eventualmente se fusionan bajo su propia gravedad. El tejido del espacio en sí sigue expandiéndose, pero no tiene un efecto medible en cada objeto/sistema.
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