第一章
宇宙的奥秘
宇宙是什么
英国著名博物学家托马斯·赫胥黎曾说过:宇宙现在是这样,过去是这样,将来也永远是这样。只要一想起宇宙,我们就难以平静——我们心情激动,感叹不已,如同回忆起许久以前的一次悬崖失足那样令人眩晕战栗。我们知道我们在探索最深奥的秘密。
宇宙的大小和年龄不是一般人所能理解的。我们的小小行星只不过是无限永恒的时空中的一个有限世界。从宏观来看,大多数人类所关心的问题都可以说是无关紧要的,甚至是微不足道的。但是,我们人类朝气蓬勃、勇敢好学、智慧无穷。几千年来,我们对宇宙及我们在宇宙中所处的地位作出了最惊人的和出乎意料的发现。人类对宇宙的探索,回想起来是很令人兴奋的。这些探索活动提醒我们:好奇是人类的习性,理解是一种乐趣,知识是生存的先决条件。因为我们在这个宇宙中只不过是天空中飞扬的一粒尘埃,所以,我们认为,人类的未来取决于我们对这个宇宙的了解程度。
我们探索宇宙的时候,既要勇于怀疑,又要富于想象。想象经常能够把我们带入崭新的境界,没有想象,我们就会束缚自己。怀疑可以使我们摆脱幻想,还可以检验我们的推测。宇宙神奇非凡,它有纷繁的事实,错综的关系,微妙的机制。
地球是我们的家园,而地球仅是太阳系的第三颗行星;而太阳系又仅仅定居于银河系巨大旋臂的一侧;而银河系,在宇宙所有星系中,也许很不起眼……这一切,组成了我们的宇宙——它是所有天体共同的家园。
什么是宇宙?《淮南子·齐俗》日:“往古来今谓之宙,四方上下谓之宇。”宇就是空间,宙就是时间。从远古到未来,从巨大的宇宙天体到渺小的微生物,其大无外,其小无内,万物都包含在宇宙之中。
人类对宇宙的认识可以追溯到远古时代。在中国有夸父追日的传说,在传说中,天地初始是一片混沌,后来夸父累死之后,才混沌初开。在西方,有上帝造人的传说,在上帝造人的七日之后,天地初开。在中国西周时期,生活在华夏大地上的人们提出早期盖天说,认为天穹像一口锅,倒扣在平坦的大地上;后来又发展为后期盖天说,认为大地的形状是拱形的。
公元前7世纪,巴比伦人认为,天和地都是拱形的,大地被海洋所环绕,其中央则是高山。古埃及人把宇宙想象成以天为盒盖、大地为盒底的大盒子,大地的中央则是尼罗河。公元前7世纪末,古希腊的泰勒斯认为,大地是浮在水面上的巨大圆盘,上面笼罩着拱形的天穹。
一直到现在,人类对宇宙的探索还在进行当中。面对浩渺无垠的宇宙,没有人知道它从哪里来又将到哪里去,其中究竟隐藏着多么巨大的秘密。这正是人类千百年甚至数万年来欲解开之谜。
宇宙究竟是怎样一个概念呢?按照物理学的观点,上下四方是空间,也就是一个三维的概念,而古往今来是时间,是一个一维的概念,所以,宇宙两个字联系起来,是一个四维空间。可见古人对于宇宙的定义,是带有朴素的唯物辩证法的观点的。而按照现代的观点,宇宙是指广漠空间和其中存在的各种天体以及弥漫物质的总称,并且宇宙是处于不断的运动和发展之中的。也就是说人类目前所能及的地方以及人类还没有看到但是仍然存在的物质都是宇宙。
人类对宇宙的认识,是从人类的家园——地球开始的,然后延伸到离我们并不太远的太阳系,从而进入到美丽的银河系,再扩展到河外星系、总星系。
地球,在茫茫宇宙太空,只不过是太阳系大家庭中一个普普通通的成员。地球与其他行星“兄弟”一起日夜绕着它们的“母亲”——太阳旋转,连同60多颗“月球”般的卫星、神秘莫测的彗星、数以千计的小行星和无数的流星,组成太阳系。
尽管太阳系有这么多成员,但它所占的宇宙空间直径仅120亿千米,距离银河系中心约3.3万光年。
比太阳系范围更大的是银河系。银河系呈旋涡状,有4条螺旋状的旋臂从银河系中心均匀对称地延伸出来。银河系中心和4条旋臂都是恒星密集的地方。银河系包括1000多亿颗类似于“太阳”的恒星,它们在浩瀚的宇宙中发出璀璨的亮光。从远处看,银河系像一个体育锻炼用的大铁饼,大铁饼的直径有10万光年。
然而,银河系也只是宇宙沧海中的一粟,并不是宇宙空间的尽头。在银河系之外,还有许许多多星系,人们管它们叫“河外星系”。天文学家已发现10亿多个河外星系,每个河外星系都包含有几亿、几百亿甚至几千亿颗恒星和大量的星云和星际物质。所有河外星系又构成更庞大的总星系。
目前,通过射电望远镜和空间探测,人们已观测到距离我们地球约200亿光年的一种似星非星的天体,取名“类星体”。这种天体的发现,把今天人类视线拓展到200亿光年的宇宙深空。
尽管人类对宇宙的探索在不断地深入,对宇宙的认识也在一步步的加深,然而,对人类来说,宇宙迄今为止还是一个无限的概念,还有很多未解之谜等着我们去揭示。