相信大家都读过牛郎织女的故事,王母划出一道银河,二人永远无法相见,只能在七夕这天由喜鹊搭桥,二人团聚。然而实际上的牵牛星与织女星的距离为16.4光年,即使二人以光速在鹊桥上跑,也不可能一个晚上就见面。
事实上,牵牛星和织女星同我们的太阳一样,都是恒星,并且处在一个银河系内,因此根本不存在它们呆的地方是天庭,我们是凡间。都在银河系里面,谁也不比谁“高贵”。银河也不是鹊桥就能相连的,它的直径大小超乎人们的想象。
我们的太阳系身处在银河系中,围绕着银河系的中心旋转,然而我们都知道这种旋转是需要引力的,能让太阳运动的引力,绝非普通天体。那么银河的中心到底是什么地方呢?
银河系
银河系是比太阳系还要高一个等级的宇宙体系,我们可以将它看做一个放大了1.5万亿倍的太阳系,中心地带称之为银心。银河系是一个圆盘状,有四条悬臂,每条之间相距光年。整个银河系的直径在10万光年以上,总共拥有上亿颗恒星。
我们的太阳在银河系比较靠边缘的位置,这是因为太阳目前还非常年轻,越是年轻的恒星,距离银心就越远,围绕银河选装一周,太阳需要大约2.6亿年。可能到太阳年老的那一天,它会来到银河系的中心地带。太阳围绕银河中心运动的速度为每秒千米,因为地球处在太阳系,可以将它和太阳看成一个整体,我们的地球也在以这个速度进行着运动,只可惜人类感受不到。
根据天文学家的估算,我们所处的银河系年龄在亿岁以上,很有可能自宇宙诞生以来就存在,是宇宙中当之无愧的元老。它的早期和恒星系一样,也是一团松散的星云,之后在银心物质的吸引下,周边的星云和早期的恒星开始围绕它旋转,然后逐渐聚集起来,直到现在,这个过程依旧在继续。我们无法确定,太阳是在形成之后才被银河的引力拉进的银河系,还是太阳本身就诞生在太阳系内。
唯一能确定的就是,银河系的中心有一个质量极其巨大的天体,因为根据万有引力得知,只有它的质量足够大,才能与银河系的每个恒星产生巨大的引力,维持着旋转。一想到引力巨大的天体,大家脑海里第一个冒出了黑洞,银河的中心该不会有一个巨大的黑洞吧?
银心黑洞
天文学家也的确是这样想的,于是用望远镜不停地寻找银河的中心,最后还真的找到了一个黑洞——人马座A*。人马座A*是一个直径只有万公里的黑洞,这个大小放在银河系里显得非常小,要知道,水星距离太阳的距离都有万公里,也就是说这个黑洞可以被放进水星与太阳之间。虽然体积不大,但是人马座A*的密度大得惊人,它的质量为万个太阳。
作为黑洞,人马座A*每11分钟会自主旋转一周,因此这便是它朝太空中发射电磁波信号的周期。绝大部分电磁波逃不出黑洞,因此人马座A*发射的电磁波来自它最外围的尘埃。
人马座A*距离地球2.5万光年以上,是目前已知的黑洞里距离我们最近的,对我们来说意义很是重大。黑洞的前身是超大质量恒星,因此我们可以猜测,人马座A*曾经也是一颗恒星,质量至少有8个太阳。
同现在的太阳一样,人马座A*经历了活跃的主序星时期,在消耗完自身的氢原子后,它的体积开始膨胀,变成红超巨星。由于外部膨胀内部收缩,最后红超巨星承受不住内部的坍塌引力,从内而外发生了超新星大爆炸。爆炸将外部的成分全部甩走,抛向太空,成为了一团星云,它会为下一颗恒星的诞生做准备。而最后剩下的内核,因为密度和质量巨大的远古,变成了一个吞噬体——黑洞。
人马座A*形成黑洞的时间在我们太阳系诞生之前,很有可能形成太阳的星云,就来自它当年的爆炸。不过天文学家经过后续的观察发现,人马座A*虽然是一个黑洞,但是它并不是很活跃,而且根据得到的数据,银河心的中心直径在2万光年,厚度在1.2万倍光年,人马座A*的直径只有万公里,它只占银河系的0.%,所以它并不是银河中心的唯一天体。
银河中心
根据观察,银河中心除了人马座A*这样的黑洞,还有许多白矮星,估计还有中子星之类的恒星晚年体。天文学家们做了一个大胆的假设,越是靠近银心的恒星,其年龄越大,并且许多已经完成了一个轮回,出现了凋亡。每发生一次恒星晚年的爆炸,便会有一团新的星云产生,这些星云就会往银河系往外甩出一段距离,然后在外围形成新的恒星系,一次传递。
那么按照质量守恒,银河系最初的恒星质量不变,那么后续诞生的恒星质量会越来越小才对。其实不然,银河跟随宇宙,在不停地膨胀,它一路将遇到的天体都收入囊中,为自己内部的星云不停地添砖加瓦,保证一个又一个恒星的诞生。而那些早已经凋亡的恒星,成为了密度极大的天体,聚集在银河的中心,为整个银河系提供巨大的引力。
这个猜测十分完美,唯独有个缺点,银河的中心是一个发光的球状体,同时也是整个银河系最亮的部分。黑洞也好、中子星也好还是白矮星也好,它们都是不发光的,而且黑洞还会把光吞噬掉,怎么可能发出这么强的光?
NASA在紧邻银河中心的地带发现了许多质量巨大的恒星,此前人们猜测的中心全是凋亡的恒星的说法就此破灭,在中心有一个黑洞的情况下,这些恒星还能围绕银心运动,足以见得它们还处在主序星时期,十分活跃。银河的恒星分布可能并不受年龄的影响。那么,那些大质量的恒星,是怎样克服人马座A*黑洞的引力的呢?
暗物质
天文学家认为,帮助这些恒星克服黑洞的,是宇宙中的暗物质。暗物质是一种仅存在于理论中的未知物质,它们在宇宙中是存在的,只不过人类目前还没有明确的证据发现。宇宙中一切无法用现有理论解释的事情,都可以用暗物质解释清楚。
暗物质是一种粒子,它参与了宇宙的组成,占85~90%,但是却不是组成我们已知星球的物质。暗物质会参与引力间的相互作用,因此它是具备质量的。暗物质也十分稳定,不管是刚诞生的星体体系,还是已经百亿年的银河系,它的结构都不会发生改变。
宇宙中有光,自然就会有暗,它们两个就像硬币的两个面,互相无法干涉,因此暗物质不会参与电磁相互作用。而暗物质的运动速度是小于光速的,这样才能保障宇宙中形成的大部分天体,形状是比较规则的。
看似最亮的银河中心,其实同时也有大量的暗物质,它们不断地干涉黑洞对恒星的影响,使得银心附近的超大质量恒星与黑洞人马座A*处于相互独立的关系,它们的引力叠加在了一起,而非互相作用。这样就形成了银河中心超大的引力,让上千亿颗恒星围绕银河系中心旋转。
沧海一粟
我们都认为地球很大,因为我们生活在地球上。但是把地球放入太阳系中,我们会发现,它的质量竟然只有太阳的33万分之一。因为我们都还没有飞出太阳系,所以人们以为太阳和太阳系足够大的时候,猛然发现,太阳原来只是银河心几亿颗恒星里普普通通的一员,它甚至连超新星爆炸都无法完成,以后还只能变成白矮星。
那如果我们觉得银河系非常大的时候,整个宇宙会告诉我们,在它的空间里,像这样的银河系,有上亿个,算下来恒星的数量就已经是天文数字了。这个时候再回头看看我们人类自己,对于宇宙来说算什么呢?一颗米扔进了海洋里吧。
既然宇宙里有这么多恒星,每一个恒星都有自己的体系,有围绕它的行星,按照宇宙恒星和行星的基数,再出现一颗类似地球的星球,也完全有可能,只是它们离我们太远,运气好在同一个银河系;运气不好,我们在这个银河系,它们在那个银河系。而且就算运气爆表,它们就在我们附近的恒星系,根据人类目前的技术来看,也依旧无法到达,我们连自己的太阳系都没有飞出去,连太阳系的边界在哪里都不知道。
而且宇宙中的恒星诞生时间不一,假设有一个恒星系比太阳系早了30亿年,当我们地球出现生命的时候,它已经悄然完成了高级文明体的诞生。这也注定它们会比我们领先30亿年,格局科技的进展速度,相差年就会落后一大截,相差30亿年,文明就会直接在维度上拉开了差距。生命体都是自私且贪婪的。当我们站在它们面前的时候,会不会像地球上的动物们站在我们面前一样无助呢?
银河的秘密
银河的秘密,不止于此,我们对它的了解,远远不及我们对太阳系的了解多,并且它距离我们那么近又那么远。我们离银河近是因为我们就在银河系里,是银河的一部分,虽然占据的质量小得可怜。同时我们离银河远,是因为我们被固定在了太阳系之内,永远只能跟随太阳在银河系运动,感受不到我们千米/秒的速度。
关于银心的物质,人类目前只能停留在猜测阶段,想要近距离观察目前来讲是不可能的。宇宙有的时候就是让人绝望,它明明白白告诉人类,渺小二字该怎么写。可人类就是这样的生命体,知道渺小二字,也知道伟大的写法,人类从来不否认自己的渺小,会承认我们的确没有能力离开太阳系,更不要说去银河系看一看。
但正是这种坦诚,驱使着人类一步一步走向了宇宙深处,从围绕地球的人造卫星,到已经进入太阳系未知领域的柯伊伯带,不到一个世纪,人类已经达到这样的地步,不得不说是伟大的进步。人类就是这样矛盾的生命体,渺小却又伟大。或许,人类终究会有进入银河的一天。