人类能征服宇宙吗/学生科普第1书

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“宇宙是有限的还是无限的？有没有中心有没有边？有没有生老病死 有没有年龄？”如果想得到一个清楚的答案，我们必须要先了解一下它的 组成和结构。 行星 行星通常指自身不发光，环绕着恒星的天体。其公转方向常与所绕恒 星的自转方向相同。一般来说，行星需要具有一定的质量且近似于圆球状 ，自身不能像恒星那样发生核聚变反应。行星的直径必须在800千米以上， 质量必须在5亿亿吨以上。按照这一定义，目前太阳系内有8颗大行星，分 别是：水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星。2006年8 月24日按照新的行星定义，原太阳系九大行星之一的冥王星被开除出大行 星的行列，而按照新的行星标准，符合新定义的12颗太阳系行星中，冥王 星、“卡戎”和“2003UB313”(昵称“齐娜”)则被称为“类冥王星”。而 除了它们，太阳系内还有160多颗卫星、为数众多的小行星、难以计数的彗 星和流星体等。它们都是离我们地球较近的、人们了解比较多的天体。那 么，除了这些以外，茫茫宇宙空间还有一些什么呢？ 恒星和星云 晴夜，我们用肉眼可以看到许多闪闪发光的星星，它们绝大多数是恒 星，恒星就是像太阳一样本身能发光发热的星球。我们银河系内就有1000 多亿颗恒星。恒星常常爱好“群居”，有许多是“成双成对”地紧密靠在 一起的，按照一定的规律互相绕转着，这称为双星。还有一些是3颗、4颗 甚至是更多颗恒星聚在一起，这被称为聚星。如果是10颗以上，甚至成千 上万颗星聚在一起，形成一团星，这就是星团。银河系里就发现了1000多 个这样的星团。 除了恒星之外，还有一种云雾似的天体，被称做星云。星云是由星际 空间极其稀薄的气体和尘埃组成，这些物质的密度很低，有些地方甚至接 近真空。星云的体积十分庞大，常常方圆达几十光年，而且形状很不规则 、有着各种各样的形态。按照它们的形态，可分为广袤稀薄而无定形的弥 漫星云，亮环中央具有高温核心星的行星状星云以及尚在不断地向四周扩 散的超新星剩余物质云。而按照它们的发光性质星云又可分为发射星云、 反射星云和暗星云三种。一团星云中如果有一颗放射紫外辐射的恒星，紫 外辐射就会激动星云中的氢原子，使星云自己发光，这就是发射星云，著 名的猎户座星云就是这样的发射星云。反射星云则是靠反射附近恒星的光 线而发光的，呈蓝色，著名的反射星云有昴宿星云。有些星云由于云中的 尘埃阻挡住它们后面的星和气体来的光，因而看上去是暗黑的，这就是暗 星云，马头星云是著名的暗星云。 星云和恒星有着紧密的“血缘”关系。恒星抛出的气体将成为星云的 部分，星云物质在引力作用下塌缩成为恒星。在一定的条件下，星云和恒 星是能够互相转化的。 在没有恒星又没有星云的广阔的星际空间里，还有些什么呢？是绝对 的真空吗？当然不是。那里充满着非常稀薄的星际气体、星际尘埃、宇宙 射线和极其微弱的星际磁场。随着科学技术的发展，人们必定可以发现越 来越多的新天体。 银河系及河外星系 夏夜，当你抬头仰望星空，那如练的银河一定会撩起你无穷的遐想。 其实，我们所能看到的只是银河系的侧影，它的中心在南天的人马座。银 河系的中心离我们约3万光年，这实在不能算远。银河系的直径约10万光年 ，聚集了1000～2000亿颗恒星，堪称“庞然大物”。其实，它在整个宇宙 中仍然只是沧海一粟。 如果把宇宙比喻为无边无际的海洋的话，那么，银河系也只是大海中 的一个很小很小的小岛。在宇宙中，像银河系这样的恒星系统，还有许多 许多，它们都是银河系的兄弟姐妹，处于银河系范围之外，天文学上称为 “河外星系”。 人类对河外星系的认识，经历了漫长的过程，直到20世纪初才获得了 确切的结论。现在，人们已经把宇宙的“地平线”推到了100多亿光年远的 地方，观测到的河外星系已在10亿个以上，每个星系里有数以千亿计的星 星。离我们最近的一个河外星系叫大麦哲伦星系，它距离地球约16万光年 ，直径达5万光年，我们用肉眼就能看到它。而那些遥远的河外星系，即使 用大型天文望远镜，也只能看到一个极暗淡的星斑。 星系团 星系的空间分布不是无规律的，它也有成团现象。上千个以上的星系 构成的大集团叫星系团。大约只有10%的星系属于这种大星系团。大部分星 系只结成十几、几十或上百个成员的小团。 大尺度结构 今天人们把10Mpc以上的结构称为宇宙的大尺度结构(目前观测到的宇 宙的大小是104Mpc)。至今大尺度上的观测事实远不是十分明确的。有趣的 是，有迹象表明，星系在大尺度上的分布呈泡沫状。即有许多看不到星系 的“空洞”区，而星系聚集在空洞的壁上，呈纤维状或片状结构。这一层 次的结构叫超星系团。它的典型尺度为几十兆秒差距。P8-11