北辰
我們的太陽系包含著八大行星,還有一些小行星和矮星。在太陽系之外,4光年之外才能見到一顆恒星。而且,太陽系的星體都分布在一個(gè)平面上,太陽系平面的上方和下方都是一無所有。所以,太陽系周圍很大的空間都空無一物,是一片不毛之地,星際空間的物質(zhì)就是這樣喜歡聚集在一起。
從更大的范圍來看,太陽系屬于銀河系,它位于銀河系的邊緣,圍繞著銀河系運(yùn)轉(zhuǎn),銀河系的直徑大約有12萬光年。我們還知道,盡管銀河系有接近4000億顆恒星,但它也只是浩瀚宇宙中一個(gè)普通的星系,銀河系和周圍的40多個(gè)星系與另一個(gè)龐大的仙女座星系,一起構(gòu)成本星系群,其重心位于銀河系和仙女座星系中的某處。本星系群中的全部星系覆蓋一塊直徑約300萬光年的區(qū)域,本星系群又屬于范圍更大的室女座超星系團(tuán)。
這樣看來,宇宙就像是人類社會(huì),一個(gè)人總是感到寂寞,于是它就要尋找同類,很多人聚集在一起,就形成了村鎮(zhèn);更多的人聚集在一起,就形成了城市;由于自然環(huán)境適合居住,很多城市都建造在一個(gè)區(qū)域里,于是就形成了城市群;比城市群更大的就是國家。宇宙中的物質(zhì)分布也是這樣的。
宇宙中的都市
2012年8月,美國科學(xué)家宣布,他們發(fā)現(xiàn)了迄今為止最大的星系團(tuán)集群,位于鳳凰星座,所以被稱為鳳凰星系團(tuán)集群。星系已經(jīng)夠大的了,星系組成團(tuán)就更大了,而且這里是很多的星系團(tuán)進(jìn)一步組合在一起,形成了更龐大的集團(tuán)。這里也許可以被稱為宇宙的都市。
不僅鳳凰星系團(tuán)本身巨大,它內(nèi)部所包含的中央星系,也是目前觀測到的質(zhì)量最大的同類天體。這是當(dāng)前發(fā)現(xiàn)的最大的星體結(jié)構(gòu),它們一起組合成星系部落,鳳凰星系團(tuán)集群距離地球大約57億光年。
類星體也是龐大的星體結(jié)構(gòu),目前對(duì)它的結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí)還不清楚,但是我們已經(jīng)知道,它雖然趕不上星系的質(zhì)量大,但是發(fā)射出來的能量要比星系強(qiáng)得多?,F(xiàn)代天文學(xué)家發(fā)現(xiàn),類星體也有這種愛好,喜歡成群地聚集在一起。
類星體不像星系那樣在我們的周邊,它們一般在宇宙邊緣距離我們很遠(yuǎn)的地方,很多個(gè)類星體聚集在一起被稱為大型類星體群組(large quaser group),英文簡稱LQG,一個(gè)典型的LQG的長度約為16億光年。2013年1月,英國科學(xué)家宣布,他們發(fā)現(xiàn)了由73個(gè)類星體構(gòu)成的大集團(tuán),這是迄今發(fā)現(xiàn)的最大的宇宙結(jié)構(gòu)。這個(gè)巨大的宇宙結(jié)構(gòu),最窄直徑為14億光年,最寬直徑為40億光年。
星體的種類分布如同社會(huì)的職業(yè)
2000年,“斯隆數(shù)字巡天”計(jì)劃開始了,該計(jì)劃使用的是一臺(tái)口徑2.5米的望遠(yuǎn)鏡,它的主要目的不是看清楚天體,而是要做一次大規(guī)模的天體“人口普查”。計(jì)劃觀測25%的星空,獲取超過100萬個(gè)天體的光譜數(shù)據(jù)?!八孤?shù)字巡天”計(jì)劃主要關(guān)注恒星、星系、超新星、類星體等,進(jìn)而研究宇宙的大尺度結(jié)構(gòu)。
做這種天體普查工作的,還有即將開始工作的中國“郭守敬”望遠(yuǎn)鏡和一些天文衛(wèi)星。在這一系列巡天觀測中獲得的數(shù)據(jù),可以幫助人們更好地了解宇宙的大尺度結(jié)構(gòu)。
研究表明,宇宙間的星體也如同人類社會(huì)那樣,存在著多種多樣的種群,多種多樣的職業(yè)。在一個(gè)星系中,會(huì)存在白矮星、紅矮星、紅巨星、恒星、行星、脈沖星和黑洞等各種各樣的天體,它們就相當(dāng)于人類社會(huì)中不同的民族,都來到城市中,有人做醫(yī)生,有人做廚師,有人做建筑師,共同維護(hù)社會(huì)的穩(wěn)定和諧。
這些形形色色的星體絕對(duì)不會(huì)一種類型單獨(dú)組群形成一個(gè)集團(tuán),而是組合在一起,共同生活在一個(gè)星系中。在每個(gè)星系中,都能找到這些成員。
以大欺小無處不在
在人類社會(huì)的最初階段,不管產(chǎn)生什么矛盾,都是用武力來解決的,以大欺小是最根本的生存法則,誰的能力大,誰說話就算數(shù)。在宇宙中也是如此,誰的引力大,誰的權(quán)力就大。
在每一個(gè)星系中,都是恒星占據(jù)主導(dǎo)地位,行星和其他小天體都需要圍繞著恒星運(yùn)行,團(tuán)結(jié)在恒星的周圍。恒星似乎很厲害,但它也不能為所欲為,它得環(huán)繞著星系的中心運(yùn)行,因?yàn)槟抢锏暮阈歉?,引力更大?/p>
在很多雙星中,通常會(huì)發(fā)生物質(zhì)吞噬現(xiàn)象,質(zhì)量大的恒星通常都會(huì)把質(zhì)量小的恒星的物質(zhì)吞噬掉,因?yàn)榇筇祗w的引力大,有能力欺負(fù)小天體。
即使是我們的銀河系,它能成長為今天這樣的龐然大物,也是因?yàn)橐Υ?,長期吞噬周圍小星系的緣故。如今已探測到,在銀河系內(nèi)存在十幾個(gè)恒星流,它們是被銀河系引力撕碎和吞噬的星系殘骸。
以大欺小最常見的就是黑洞吞噬恒星的現(xiàn)象。黑洞這種超級(jí)巨無霸擁有無法想象的巨大引力,凡是從它身邊經(jīng)過的恒星都會(huì)被它吞噬。
宇宙大空洞
1989年,天文學(xué)家從星系地圖上發(fā)現(xiàn)了一個(gè)由星系構(gòu)成的條帶狀結(jié)構(gòu),看上去很顯眼,就像是一條不規(guī)則的薄帶子,天文學(xué)家形象地稱它為“長城”。2003年,“斯隆數(shù)字巡天”計(jì)劃通過對(duì)25%的星空中的100萬個(gè)星系進(jìn)行測繪,發(fā)布了第3版宇宙地圖。從這幅圖上,人們再一次發(fā)現(xiàn)了這種巨大無比的由星系組成的“長城”,這就是“斯隆長城”,也有人稱它是宇宙纖維或是宇宙柵欄。
在2006年7月,日本科學(xué)家也宣布,發(fā)現(xiàn)了由3條“長城”相互交錯(cuò)組成的宇宙結(jié)構(gòu),這是當(dāng)時(shí)發(fā)現(xiàn)的最大的宇宙結(jié)構(gòu),進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)了“長城”以外的結(jié)構(gòu)。于是,宇宙大空洞出現(xiàn)了。
在這個(gè)結(jié)構(gòu)上,科學(xué)家發(fā)現(xiàn),星系組成的“長城”就是邊界,邊界的內(nèi)部是巨大的空洞,什么天體也沒有??斩垂灿?3個(gè),每個(gè)空洞的直徑可以達(dá)到10萬光年。
直徑10萬光年的大空洞并不稀奇,其實(shí)這種宇宙的大空洞早在1981年就被發(fā)現(xiàn)了,只不過這些大空洞讓科學(xué)家無法理解??茖W(xué)家認(rèn)為,宇宙本來應(yīng)該處處充滿了星體,但是有關(guān)大空洞的各種新發(fā)現(xiàn),不斷打破著原有的理論,至今,科學(xué)家仍不知道它們是怎么形成的。