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,圍繞著銀河系運轉,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普通的星系,銀河系和周圍的40多個星系與另一個龐大的仙女座星系,一起構成本星系群,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300萬光年的區域,本星系群又屬于范圍更大的室女座超星系團。
這樣看來,宇宙就像是人類社會,一個人總是感到寂寞,于是它就要尋找同類,很多人聚集在一起,就形成了村鎮;更多的人聚集在一起,就形成了城市;由于自然環境適合居住,很多城市都建造在一個區域里,于是就形成了城市群;比城市群更大的就是國家。宇宙中的物質分布也是這樣的。
宇宙中的都市
2012年8月,美國科學家宣布,他們發現了迄今為止最大的星系團集群,位于鳳凰星座,所以被稱為鳳凰星系團集群。星系已經夠大的了,星系組成團就更大了,而且這里是很多的星系團進一步組合在一起,形成了更龐大的集團。這里也許可以被稱為宇宙的都市。
不僅鳳凰星系團本身巨大,它內部所包含的中央星系,也是目前觀測到的質量最大的同類天體。這是當前發現的最大的星體結構,它們一起組合成星系部落,鳳凰星系團集群距離地球大約57億光年。
類星體也是龐大的星體結構,目前對它的結構認識還不清楚,但是我們已經知道,它雖然趕不上星系的質量大,但是發射出來的能量要比星系強得多。現代天文學家發現,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的地方,很多個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,一個典型的LQG的長度約為16億光年。2013年1月,英國科學家宣布,他們發現了由73個類星體構成的大集團,這是迄今發現的最大的宇宙結構。這個巨大的宇宙結構,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的職業
2000年,“斯隆數字巡天”計劃開始了,該計劃使用的是一臺口徑2.5米的望遠鏡,它的主要目的不是看清楚天體,而是要做一次大規模的天體“人口普查”。計劃觀測25%的星空,獲取超過100萬個天體的光譜數據。“斯隆數字巡天”計劃主要關注恒星、星系、超新星、類星體等,進而研究宇宙的大尺度結構。
做這種天體普查工作的,還有即將開始工作的中國“郭守敬”望遠鏡和一些天文衛星。在這一系列巡天觀測中獲得的數據,可以幫助人們更好地了解宇宙的大尺度結構。
研究表明,宇宙間的星體也如同人類社會那樣,存在著多種多樣的種群,多種多樣的職業。在一個星系中,會存在白矮星、紅矮星、紅巨星、恒星、行星、脈沖星和黑洞等各種各樣的天體,它們就相當于人類社會中不同的民族,都來到城市中,有人做醫生,有人做廚師,有人做建筑師,共同維護社會的穩定和諧。
這些形形色色的星體絕對不會一種類型單獨組群形成一個集團,而是組合在一起,共同生活在一個星系中。在每個星系中,都能找到這些成員。
以大欺小無處不在
在人類社會的最初階段,不管產生什么矛盾,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。在宇宙中也是如此,誰的引力大,誰的權力就大。
在每一個星系中,都是恒星占據主導地位,行星和其他小天體都需要圍繞著恒星運行,團結在恒星的周圍。恒星似乎很厲害,但它也不能為所欲為,它得環繞著星系的中心運行,因為那里的恒星更多,引力更大。
在很多雙星中,通常會發生物質吞噬現象,質量大的恒星通常都會把質量小的恒星的物質吞噬掉,因為大天體的引力大,有能力欺負小天體。
即使是我們的銀河系,它能成長為今天這樣的龐然大物,也是因為引力大,長期吞噬周圍小星系的緣故。如今已探測到,在銀河系內存在十幾個恒星流,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象。黑洞這種超級巨無霸擁有無法想象的巨大引力,凡是從它身邊經過的恒星都會被它吞噬。
宇宙大空洞
1989年,天文學家從星系地圖上發現了一個由星系構成的條帶狀結構,看上去很顯眼,就像是一條不規則的薄帶子,天文學家形象地稱它為“長城”。2003年,“斯隆數字巡天”計劃通過對25%的星空中的100萬個星系進行測繪,發布了第3版宇宙地圖。從這幅圖上,人們再一次發現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,日本科學家也宣布,發現了由3條“長城”相互交錯組成的宇宙結構,這是當時發現的最大的宇宙結構,進一步發現了“長城”以外的結構。于是,宇宙大空洞出現了。
在這個結構上,科學家發現,星系組成的“長城”就是邊界,邊界的內部是巨大的空洞,什么天體也沒有。空洞共有33個,每個空洞的直徑可以達到10萬光年。
直徑10萬光年的大空洞并不稀奇,其實這種宇宙的大空洞早在1981年就被發現了,只不過這些大空洞讓科學家無法理解。科學家認為,宇宙本來應該處處充滿了星體,但是有關大空洞的各種新發現,不斷打破著原有的理論,至今,科學家仍不知道它們是怎么形成的。