銀河係是太陽係所在的恒星係統,包括近2000億顆恒星和大量的星團、星雲,還有各種類型的星際氣體和星際塵埃。它的總質量是太陽質量的1400億倍。銀河係裏有2千億顆太陽的“兄弟姐妹”,而目前科學家已知道了150個恒星有行星環繞。
浩瀚宇宙,群星閃爍。仰望天空,人類對神秘的宇宙充滿了想象:是否存在外星生命?UFO是否是外星人派來的使者?我們是宇宙中孤獨的智慧生物?火星布滿塵埃的表麵,曾經真的有水流嗎?“火星上的臉”的奇怪照片真的是其他文明世界想與人類接觸的標誌嗎?木星、衛星和木衛二星冰層下麵存在著海洋中原始生命形式嗎?外星人真的已經在地球上的百慕大魔鬼三角區、喜馬拉雅山、加勒比海海域,阿根廷海域、阿斯塔地,以及南、北極或月球背麵建立了基地嗎?
宇宙的誕生
21世紀來臨了,世紀更替,千年狂歡,但人們並沒有忘記那些長期困擾人類的疑問。人們渴望通過找尋這些問題的答案,並以此來更多地了解大自然。
宇宙是永恒不變的嗎?宇宙有多大?宇宙是什麼時候誕生的?宇宙中的物質是怎麼來的?關於宇宙的疑問太多了,人們從遠古時代就提出了許多諸如此類的問題。
當人類第一次仰望蒼穹,看到了廣闊無垠的天空和閃閃發光的星星,不禁想知道這一切究竟是怎樣產生的。各個民族、各個時代都有種種關於宇宙形成的傳說。不過那都是建立在想象和幻想基礎上的優美的神話故事。在今天,科學技術的日益發展,使人類有了強大的認識自然的工具,但關於宇宙的成因卻一直沒有定論,都還處在假說階段。人們總結了一下,大致有以下幾種假說。
第一種假說是“宇宙永恒論”。這種假說認為,宇宙並不是動蕩不定的,宇宙中的星體、星體的數目和分布以及它們的空間運動從開天辟地時開始,就一直處於一種穩定狀態,宇宙是永恒的。持這種假說的天文學者把宇宙中的物質分成了恒星、小行星、隕石、宇宙塵埃、星雲、射電源、脈衝星、類星體、星際介質等幾大類,認為在大尺度範圍內,這些物質處於一種力和物質的平衡狀態。也就是說,一些星體在某處消逝了,另一些新的星體一定會在另一處產生。宇宙在整體範圍內是穩定的,即使發生了變化,也隻是局部的變化。
第二種假說是“宇宙分層論”,這一觀點認為宇宙的結構是分層次的,恒星是一個層次,恒星集合組成星係是一個層次,若幹個星係結合在一起組成的星係團是一個層次,一些星係團再組成超星係,成為一個更高的層次。
第三種假說就是到目前為止許多科學家都比較讚同的“宇宙大爆炸”理論。這一觀點是由美國著名天體物理學家加莫夫和弗裏德曼提出來的。他們認為,大約在200億年以前,我們今天所看到的天體物質都集中在一起,構成一個密度極大、溫度高達100億度的原始火球。這個時期的天空中,到處充滿了輻射,恒星和星係並不存在。後來因為某種未知的原因,這個原始火球發生了大爆炸,組成火球的物質被噴發到四麵八方,並逐漸冷卻下來,密度也開始降低。爆炸發生2秒鍾之後,質子和中子在100億度的高溫下產生了,隨後的11分鍾之內,自由中子衰變,進而形成了重元素的原子核。大約1萬年以後,氫原子和氦原子產生。在這1萬年的時間裏,散落在空間中的物質開始在局部聯合,這些物質凝聚成了星雲、星係的恒星。大部分氣體在星雲的發展中變成了星體,因受星體引力的作用,其中一部分物質變成了星際介質。
此後,科學家建造了太空望遠鏡,並以“哈勃”命名,希望能夠借它來確定哈勃常數。哈勃常數是以“哈勃”命名的宇宙膨脹率,多年以來成為宇宙中最為重要的數字。哈勃常數的物理意義就是星體互相拋離的速度和距離之比。常數數值越大,表示宇宙擴張到今天的大小所需的時間就越短,宇宙就越年輕。哈勃常數與宇宙現在的年齡有關,涉及宇宙的過去,還將決定宇宙的未來。宇宙有一個開始,是否一定會有一個結束?宇宙產生於“無”,是否最後的歸宿也是“無”呢?
從一開始,人們就圍繞哈勃常數展開了激烈的爭論。按照哈勃本人測得的數值可以推算出,宇宙的年齡約為20億歲,但是地球就有40億歲,這顯然是不可能的。很顯然,宇宙應該比在它其中的星球誕生得更早。科學家們自20世紀70年代開始,不斷地采用各種手段測算哈勃常數,並得出了不同的結果。但是人們從這些數值出發,推算出的宇宙年齡卻是大相徑庭的。
科學家們一方麵圍繞著哈勃常數展開喋喋不休的爭論,而另一方麵,科學家們對某些星體年齡的測定卻更為準確。現階段,天文學家們已經測知,銀河係中一些最古老的星係的年齡約為160億歲。如果是這樣的話,大爆炸隻能在160億年以前發生,而根據科學家們最近用哈勃望遠鏡得到的一些觀測結果分析,宇宙的年齡約為120億歲。這個結論證明:宇宙確實比存在於它其中的古老星係更年輕。