宇宙如同人类社会

2016-02-20 17:34北辰
读者·校园版 2016年5期
关键词:星体空洞银河系

北辰

我们的太阳系包含着八大行星,还有一些小行星和矮星。在太阳系之外,4光年之外才能见到一颗恒星。而且,太阳系的星体都分布在一个平面上,太阳系平面的上方和下方都是一无所有。所以,太阳系周围很大的空间都空无一物,是一片不毛之地,星际空间的物质就是这样喜欢聚集在一起。

从更大的范围来看,太阳系属于银河系,它位于银河系的边缘,围绕着银河系运转,银河系的直径大约有12万光年。我们还知道,尽管银河系有接近4000亿颗恒星,但它也只是浩瀚宇宙中一个普通的星系,银河系和周围的40多个星系与另一个庞大的仙女座星系,一起构成本星系群,其重心位于银河系和仙女座星系中的某处。本星系群中的全部星系覆盖一块直径约300万光年的区域,本星系群又属于范围更大的室女座超星系团。

这样看来,宇宙就像是人类社会,一个人总是感到寂寞,于是它就要寻找同类,很多人聚集在一起,就形成了村镇;更多的人聚集在一起,就形成了城市;由于自然环境适合居住,很多城市都建造在一个区域里,于是就形成了城市群;比城市群更大的就是国家。宇宙中的物质分布也是这样的。

宇宙中的都市

2012年8月,美国科学家宣布,他们发现了迄今为止最大的星系团集群,位于凤凰星座,所以被称为凤凰星系团集群。星系已经够大的了,星系组成团就更大了,而且这里是很多的星系团进一步组合在一起,形成了更庞大的集团。这里也许可以被称为宇宙的都市。

不仅凤凰星系团本身巨大,它内部所包含的中央星系,也是目前观测到的质量最大的同类天体。这是当前发现的最大的星体结构,它们一起组合成星系部落,凤凰星系团集群距离地球大约57亿光年。

类星体也是庞大的星体结构,目前对它的结构认识还不清楚,但是我们已经知道,它虽然赶不上星系的质量大,但是发射出来的能量要比星系强得多。现代天文学家发现,类星体也有这种爱好,喜欢成群地聚集在一起。

类星体不像星系那样在我们的周边,它们一般在宇宙边缘距离我们很远的地方,很多个类星体聚集在一起被称为大型类星体群组(large quaser group),英文简称LQG,一个典型的LQG的长度约为16亿光年。2013年1月,英国科学家宣布,他们发现了由73个类星体构成的大集团,这是迄今发现的最大的宇宙结构。这个巨大的宇宙结构,最窄直径为14亿光年,最宽直径为40亿光年。

星体的种类分布如同社会的职业

2000年,“斯隆数字巡天”计划开始了,该计划使用的是一台口径2.5米的望远镜,它的主要目的不是看清楚天体,而是要做一次大规模的天体“人口普查”。计划观测25%的星空,获取超过100万个天体的光谱数据。“斯隆数字巡天”计划主要关注恒星、星系、超新星、类星体等,进而研究宇宙的大尺度结构。

做这种天体普查工作的,还有即将开始工作的中国“郭守敬”望远镜和一些天文卫星。在这一系列巡天观测中获得的数据,可以帮助人们更好地了解宇宙的大尺度结构。

研究表明,宇宙间的星体也如同人类社会那样,存在着多种多样的种群,多种多样的职业。在一个星系中,会存在白矮星、红矮星、红巨星、恒星、行星、脉冲星和黑洞等各种各样的天体,它们就相当于人类社会中不同的民族,都来到城市中,有人做医生,有人做厨师,有人做建筑师,共同维护社会的稳定和谐。

这些形形色色的星体绝对不会一种类型单独组群形成一个集团,而是组合在一起,共同生活在一个星系中。在每个星系中,都能找到这些成员。

以大欺小无处不在

在人类社会的最初阶段,不管产生什么矛盾,都是用武力来解决的,以大欺小是最根本的生存法则,谁的能力大,谁说话就算数。在宇宙中也是如此,谁的引力大,谁的权力就大。

在每一个星系中,都是恒星占据主导地位,行星和其他小天体都需要围绕着恒星运行,团结在恒星的周围。恒星似乎很厉害,但它也不能为所欲为,它得环绕着星系的中心运行,因为那里的恒星更多,引力更大。

在很多双星中,通常会发生物质吞噬现象,质量大的恒星通常都会把质量小的恒星的物质吞噬掉,因为大天体的引力大,有能力欺负小天体。

即使是我们的银河系,它能成长为今天这样的庞然大物,也是因为引力大,长期吞噬周围小星系的缘故。如今已探测到,在银河系内存在十几个恒星流,它们是被银河系引力撕碎和吞噬的星系残骸。

以大欺小最常见的就是黑洞吞噬恒星的现象。黑洞这种超级巨无霸拥有无法想象的巨大引力,凡是从它身边经过的恒星都会被它吞噬。

宇宙大空洞

1989年,天文学家从星系地图上发现了一个由星系构成的条带状结构,看上去很显眼,就像是一条不规则的薄带子,天文学家形象地称它为“长城”。2003年,“斯隆数字巡天”计划通过对25%的星空中的100万个星系进行测绘,发布了第3版宇宙地图。从这幅图上,人们再一次发现了这种巨大无比的由星系组成的“长城”,这就是“斯隆长城”,也有人称它是宇宙纤维或是宇宙栅栏。

在2006年7月,日本科学家也宣布,发现了由3条“长城”相互交错组成的宇宙结构,这是当时发现的最大的宇宙结构,进一步发现了“长城”以外的结构。于是,宇宙大空洞出现了。

在这个结构上,科学家发现,星系组成的“长城”就是边界,边界的内部是巨大的空洞,什么天体也没有。空洞共有33个,每个空洞的直径可以达到10万光年。

直径10万光年的大空洞并不稀奇,其实这种宇宙的大空洞早在1981年就被发现了,只不过这些大空洞让科学家无法理解。科学家认为,宇宙本来应该处处充满了星体,但是有关大空洞的各种新发现,不断打破着原有的理论,至今,科学家仍不知道它们是怎么形成的。

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