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主题:【原创】大约二三年前写的一组天文科普 -- 小木

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家园 十六、星系起源之谜

  星系,是构成我们的宇宙的基本单元。星系的起源问题,直接涉及到宇宙的起源和演化,是当代天文学研究中的一个重要的课题。不过,从人们认识到星系的存在到现在不过一百年,我们对星系起源的了解还浅得很。

  对于星系的起源,天文学界众说纷纭,莫衷一是。较为流行的一种假说是建立在宇宙起源的大爆炸假说上的,这个假说认为,在宇宙最初的大爆炸中,因为某种原因,宇宙中的物质分布并不均匀。这些分布不均的物质形成原始星系,然后逐渐演化成成熟的星系。不过,对于这些分布不均的物质,有一些人认为是像气体云一样弥漫的物质,而另一些人认为是密度极高的物质团。对于这些物质是怎么变成星系的,也有几种假说,影响比较大的有一种叫做引力不稳定说,还有一种叫做宇宙湍流说。

  引力不稳定说认为,早期宇宙中,随着时间的流逝,在万有引力的作用下,物质分布的不均匀性进一步扩大,形成了一个个分开的气体云。而这些气体云的总质量只要大于某个值,就会发生自发的收缩,从而形成原始星系。

  而宇宙湍流说认为,宇宙大爆炸的能量会引起宇宙中物质的流动。这样的流动就像水的流动一样,会形成漩涡。漩涡会把物质聚集起来,从而形成了密度比宇宙中其它地区物质密度更大的团块,而这些团块通过引力的作用会收缩成原始星系。

  此外,还有很多其它的假说。例如,正反物质湮灭说认为,星系源自宇宙形成早期存在的近似等量的正反物质的湮灭;超密说认为星系是由大爆炸产生的碎片,也就是密度极高的星系核抛出的物质产生的;而延迟核假说认为星系的形成是因为大爆炸后宇宙“原始火球”的各部分的膨胀速度不同。

  这些不同的假说,各有各的道理,也各有各的缺陷和漏洞。这就说明了天文学家对星系起源问题的研究还处在初级阶段,不但拿不出一个较为完整和成熟的能让大家都接受的理论,甚至连一些最基本的问题都说不清楚,像星系形成前的宇宙是什么样子,可能在早期宇宙中扮演重要角色的暗物质到底是什么等等。毕竟,要了解在广袤的宇宙中百亿年前发生的故事,我们还有很长的路要走。


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