七節:最具挑戰性的如何繪製宇宙的結構?


    關於宇宙中的黑洞是否真的存在?黑洞一詞這並不是某個時代的人們提出來的話題,法國著名的數學家拉普拉斯早在1789年就已經預言過了:假如有一種天體,它的密度或者質量達到某一限度時,我們就見不到它的。因為光沒有能力從一定質量的星體上逃離它的表麵,也就是講,那裏的光無法到達我們這裏。


    到了1939年,奧本海默做了進一步的闡述,大質量天體坍縮到某一臨界體積時,會出現一個封閉的邊界,強大的引力使外界的物質和輻射隻能進入而不能逸出,消失在黑暗之中,這便是所謂的黑洞。


    不過黑洞引起科學家們普遍關注的,還是在愛因斯坦的廣義相對論公布以後。人們根據愛因斯坦的理論,就黑洞所存在的幾個條件和形成原因等問題,進行了細致入微的探析和研究。直到1965年,天文學家才測得到了一束來自白天鵝星座的x射線,這以後才真正打開了人們探測黑洞的大門。


    再後來,英國物理學家霍金在這方麵做了更進一步的研究工作,從理論的預言上到實際觀測上,值得人們更加堅信宇宙中存在黑洞的信心。


    黑洞——天空中大多數大質量的恆星物質演化的最終演變產物,一個超致密的天體,被保護在秘密的掩體內,有關它們的信息一點也不透露出來。黑洞大多是在一些特殊大質量超巨星物質演化到最後因發生引力坍縮時而產生出來的,它們的形成過程類似於超新星爆發時而產生中子星一樣的過程。


    最初時間開啟的宇宙是由一個高密度聚集在一起而超原子的小宇宙,宇宙外的能量自從逆轉它的運行方向之後,會繼往如炬地對小宇宙進行徹底的分裂,幾乎宇宙內所有能量會高度聚焦在他的一個中心部分,形成能量的多個“奇異點”,在一個最短的時間內,宇宙即已引發多次的大爆發,將被最強度能量分割下來的各個宇宙斷片【可能是相當於一個超星係團的質量】,衝散到任意可以膨脹的宇宙內的每一個角落。


    再經過星係、恆星等各種類型天體的物質演化,到目前為止宇宙還在進行著他的一個減速膨脹。宇宙這種一直擁有擴張的特性是否會永無休止地持續下去呢?


    這是天文學家們最擔心的事情,因為當宇宙的膨脹毫無休止地進行下去以後,宇宙會隨之變得越來越冷......到最後的情形,我們是可想而知的。


    好在宇宙中擁有無處不在的黑洞,它們便充當了宇宙裏所有生命的救星!


    黑洞的存在就是讓高度飛散的物質重新集中起來,這樣使宇宙才有了下一次重新開啟的希望。


    這隻是給宇宙各階段物質演化做了一次簡單的描述,要繪製宇宙的結構之圖,僅以這點是遠遠不夠的,還要做更多對宇宙直接的觀測和研究。


    美國天文學家哈勃,是這個方麵作出最大貢獻的巨人:1829年哈勃通過對天文多年觀測發現,所有遙遠的星係都在以直接與其距我們距離成比例的速度遠離我們而去,如果某星係距銀河係的距離是另一星係的兩倍,則我們將會發現該星係遠離我們而去的速度也會是兩倍地快。這就是著名的哈勃定律。


    要繪製宇宙的結構,是近代天文學上最大挑戰之一,單靠個人的力量是不夠的。當天文學家們企圖想繪製可見宇宙的天圖時,能用望遠鏡觀測到的空間所具有的體積超過了幾十億光年,這裏麵充斥著數百億個星係之多。


    全球現已有多個探空小組,在默默地奉獻著而進行著他們的探空計劃:星係和星係團不是隨機或者雜亂分布,也是表現為有組織的,有的似紡維式的弦或像帶子一樣和像寬的伸展了的書頁,以及也有成為巨大的物質氣泡狀的分布態勢。


    還有些空間區域與那些濃密地分布的幾百個星係相對比著的是實際上空無一物的天區,天文學家將此稱之為空洞或者巨洞。再還有發現在一個空間延伸了超過好幾億光年的星係“巨壁”,將其稱之為長征的宇宙柵欄。


    但經過多年積累的觀測資料,國際天文屆漸漸地接受了關於宇宙存在著“星係團的集團”這一事實。


    我們銀河係所屬本星係群被證明是一個叫做本超星係團的一部分,該超星係團在空間中伸展了一億光年,室女座星係團位於其中心。人們還發現了許許多多的其他的超星係團,帶著它們穿起來像佛人用的“念珠”一樣而交叉在宇宙中。

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