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银河系(第1页)

银河系

年龄

长期以来,天文界对银河系的年龄说法不一。有的认为只有70亿岁,有的认为有200亿岁。1983年,美国教授纳斯·詹姆士和彼雷·迪马库,使用一种新的测量技术对银河系的年龄进行了反复的计算,结果最后测定银河系的年龄接近120亿岁。发明宇宙天文钟的荷兰天文学家经测量认为,1990年宇宙年龄的上限为120亿年。

结构

很久以来,天文学家一直认为银河系是一个漩涡星系。但1991年,美国科学家认为银河系是棒旋星系,为此提出了种种线索。例如,银心附近的星际云的不规则运动是以一个棒为中心的。

对银河系核心附近的恒星的近红外光观测,为棒状结构发现提供了直接证据。棒略微倾斜,它的东端向南倾斜穿出银道面,如它在天空中的大角厚度所揭示的那样,那部分离地球也比较近。经贝尔实验室的科学家计算,证明棒的重力将使附近的大质量星际气体云迅速地旋进核心,其结果很可能是激烈的中心恒星爆发。在爆发中,大量的非常亮的大质量恒星形成。

分子云

1982年美国科学家发现,在银河系外缘部有新的分子云。太阳系距离银河系中心大约3万光年。新近发现的分子云大约位于太阳系外侧3万一5万光年处,其主要成分是氢和一氧化碳,分子云的范围大约为3万光年。

1996年,美国天文学家在靠近银河系中心的位置发现了一个天体。该天体被认为是一颗正在消亡的“中子星”。这是X射线天文学35年来的首次发现,引起了科学家们极大的兴趣,争先恐后地投入研究,以赶在该星体消亡前获得尽可能多的数据。

该星体的直径仅16千米,但却有巨大的质量——相当于太阳的质量;有巨大的重力场——相当于地球的1亿倍。该星体的密度极高,仅一手指尖大小的物质就有1亿吨。该星体从一个比它更大的伴星上吸取气体,获得能量,其抽取气体的力量之大可把这些气体加温至l亿摄氏度,并由此引发每半秒钟一次X射线长时间的爆发。该星体的独特之处还在于在x光波长上同时具有脉冲和爆发两种现象,还存在x射线大爆发现象,一天达二十余次。有的科学家说该发现是一个“奇迹之巅的奇迹”。

宇宙收缩抑或膨胀之谜

宇宙是什么?应该怎样解释宇宙。《汉语词典》上对宇宙的解释是这样的:“四方上下为宇,古往今来为宙。”简单来说,宇宙就是空间和时间的总称。

宇宙演化

中国古代有盘古开天辟地的传说,西方对宇宙来源的解释是依据《圣经》上的记载:“一代消逝了,另外一代降临了,但地球是永恒的……过去是什么,将来还是什么;过去被做成什么样,将来还是什么样,世界上没有任何新的东西。”这种思想在西方比较普遍。连伟大的物理学家爱因斯坦都深受此思想的影响。爱因斯坦在发表广义相对论之后,与他同一时期的荷兰物理学家德西特把它应用到了宇宙上。研究结果表明,根据相对论理论,宇宙是动**不止的,要么膨胀,要么收缩。为此,爱因斯坦修改了自己的理论,使“宇宙重新静止下来”。这是科学史上的一个失误,后来爱因斯坦曾遗憾地说:“这是我一生中犯下的不可饶恕的错误。”

这之后,俄国的科学家对爱因斯坦的理论作了某些修正,他们的计算结果表明,宇宙可能周期性地处于收缩和膨胀之中,它也可能无限制地膨胀下去。

接着,美国天文学家哈勃利用大倍率的天文望远镜发现宇宙确实是膨胀着的。

美国天文学家斯莱弗(1875~1969年)通过仪器也探测到我们太空中多数星系中显示着明显的“红移”现象。这意味着它们是背向地球运动的。由于每一颗恒星都向外发出光波,如果恒星朝着我们运动,它的光被恒星或星系的原子吸收的地方会出现黑色的线条,因而看上去显得比较蓝。随着这颗恒星离开我们越来越远,这些线条就会始终向着红光的方向偏移,从视觉上看它发出的光会变红,这就是天文学家所说的“红移”现象。越遥远的星系的发光具有越大的红移,表明这个星系离开地球的速度就越快。

据科学家考察,最遥远的星系正以每秒几千米的速度向外运动。

那么,宇宙会不会永久地膨胀下去呢?这种膨胀是由什么引起的?为此人们进行了大量的观测与研究。

根据最新的观测资料,科学家发现,宇宙的膨胀速度正在渐趋减小。那么这又是由什么原因引起的呢?这种膨胀速度会不会最终停止下来,而导致宇宙开始收缩,并回归宇宙大爆炸之初的状态呢?或者在经历强烈的收缩之后,产生一次新的大爆炸,产生一个新的宇宙呢?

当然,要使宇宙终止膨胀,就需要一定量的引力。能否达到这个量,取决于宇宙物质的平均密度能否达到一个量,这个量就是临界密度。但是,如果宇宙存在大量的“暗物质”,那么它的平均密度就难测定了。

宇宙年龄的测定也是宇宙膨胀与否的一个指标,但宇宙年龄的测定难度也很大。

宇宙究竟是继续膨胀着,还是将要收缩呢?在我们现在的宇宙产生之前,是否就曾有过这样膨胀、收缩的循环过程呢?目前还没有足够的理论来说明这个问题。

新星诞生

1989年,日本科学家在世界上首次记录了一颗银河系新星的诞生过程。他们借助微波干涉仪完成了系列摄影,根据这些相片可以观察到作为一颗新星形成过程的初始阶段怎样向银河中部的一个点集中。研究已确定,即将从中产生恒星的气体星云直径总计为一光年;气体围绕“云雾”中心旋转的速度,边缘为一秒钟一千米,靠近中心为一秒钟三千米。

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