Как далеко друг от друга галактики в среднем? Если бы галактики были размером с горошину, сколько их было бы в кубическом метре?

Простой ответ заключается в том, что среднее расстояние между галактиками составляет около нескольких мегапарсеков, в то время как размер самых больших галактик составляет около 0,1 мегапарсека. Таким образом, среднее расстояние где-то в 10-100 раз превышает размер самых больших галактик. Горох, который я ел сегодня на обед, был (наверное, я его не измерял!) 5 мм в диаметре, поэтому расстояние между горошинами должно быть 5-50 см, или от 8 до 8000 на кубический метр.

Но это очень обманчивая статистика. Галактики распределены неравномерно, а сгруппированы в скопления, которые в свою очередь сгруппированы в сверхскопления. Кроме того, галактики сильно различаются по размеру: карликовые галактики примерно в тысячу раз меньше, чем самые большие галактики.

Я бы сопротивлялся искушению придавать какое-либо значение приведенным выше цифрам. Однако есть вывод, что галактики намного, намного , намного ближе относительно их размера, чем звезды. Вот почему столкновения галактик довольно часты, а столкновения звезд редки до нуля.

Предполагая (в 2018 году) у нас есть около двух триллионов галактик в наблюдаемой Вселенной с радиусом 46,5 миллиардов световых лет, мы можем вычислить средний объем на галактику и извлечь кубический корень из этого объема, чтобы получить ошибочное, но полезное понятие среднего расстояния между галактиками. :

$$\sqrt[3]{\frac{ \frac{4 \pi}{3} \ (4.65\cdot10^{10})^3}{2\cdot10^{12}}} \approx 5,949,391 \approx \text{six million light years}$$

Хотя это условное среднее, это не типичное расстояние между ближайшими соседними галактиками. Это было бы похоже на вычисление среднего расстояния между песчинками на пляже, если предположить, что песчинки равномерно распределены по всей земле. (Потерпите меня, так как иллюстрация может быть полезна для сравнения.)

Предполагая$7.5 \cdot 10^{18}$песчинки на земле радиусом$6,378$километров, квадратный корень из средней площади, занимаемой песчинкой, равен:

$$\sqrt{\frac{4 \pi \ (6.378 \cdot 10^6)^2}{7.5 \cdot 10^{18}}} \approx 0.00826 \approx \text{about a centimeter}$$

... с расстоянием между песчинками на пляже около сантиметра, что так же вводит в заблуждение, как и представление о шести миллионах световых лет между галактиками.

Итак, лучший способ ответить на ваш вопрос — взглянуть на нашу собственную Местную группу галактик. В нашей Местной группе есть два основных игрока, Андромеда (M31) и Млечный Путь, которые разделены примерно 2,5 миллионами световых лет. Вокруг каждой из них находится группа гораздо меньших галактик-спутников, вращающихся по орбите. Что касается Млечного Пути, то наши галактики-спутники (их несколько десятков) различаются по расстоянию от нашего галактического центра примерно$50,000$световых лет до более миллиона световых лет.

Наконец, чтобы неформально ответить на ваш вопрос, можно сказать, что, судя по нашим соседям, ближайшие галактические соседи, как правило, имеют порядок около$100,000$световых лет друг от друга, но галактики, как правило, путешествуют скоплениями, расстояние между которыми в десятки и сотни раз больше.

Простой вопрос требует простого ответа! Между галактиками в среднем 9 900 000 световых лет.

Как мы пришли к этому числу: среднее расстояние между галактиками составляет несколько мегапарсеков. Мегапарсек равен 1 миллиону парсеков, а в парсеке примерно 3,3 световых года, так что это означает, что в среднем, придерживаясь троек, мы скажем, что несколько равны 3 900 000 световых лет между галактиками в скоплении галактик, то есть.

Для изучения и визуализации трехмерной структуры и распределения 4673 галактик Млечного Пути с размером менее 200 Мпк мы (Дуглас и я) разработали веб-моделирование с открытым исходным кодом и множеством инструментов для помощи в анализе: riteshsingh.github.io/galaxies/

Код является открытым исходным кодом под лицензией MIT на github.com/RiteshSingh/galaxies .

Соответствующая публикация доступна здесь: doi:10.1093/astrogeo/ataa061 и papers.ssrn.com/sol3/papers.cfm?abstract_id=3668727 .