宇宙是動(dòng)態(tài)的,在永無止境的運(yùn)動(dòng)。
這個(gè)運(yùn)動(dòng)包括兩個(gè)部分,一個(gè)是星系、恒星、行星在萬有引力作用下繞行引力點(diǎn)做的圓周(橢圓)運(yùn)動(dòng),還有一個(gè)是宇宙空間本身正在不停的膨脹。
》在大尺度上,宇宙空間中的物質(zhì)分布是極其均勻的。
這就給我們?cè)斐闪藷o數(shù)的星球和星系漂浮在無邊的黑暗中的壯觀場景。
但是這種漂浮背后的原因非常深?yuàn)W。
138億年前,宇宙在一個(gè)點(diǎn)的大爆炸中誕生。在大爆炸最初極其短的時(shí)間~10的-34次方秒,宇宙以極其高的指數(shù)級(jí)別速度膨脹,這個(gè)速度超過光速的幾十次方。
指數(shù)級(jí)別的超高速膨脹結(jié)束以后,宇宙的大小只有一個(gè)蘋果大。
這個(gè)過程被稱為宇宙的暴漲!在暴漲結(jié)束以后,宇宙按正常速度膨脹。
》暴漲的過程,把整個(gè)宇宙炸碎成非常均勻的狀態(tài)。
如果沒有這個(gè)過程,宇宙之間的物質(zhì)密度會(huì)比現(xiàn)在要高100萬倍,而且分布的極其不均勻。
●恒星之間彼此的距離非常的遠(yuǎn),所以星空看起來幽暗而美麗。
太陽系的臨近空間,恒星的分布密度是每500立方光年一顆。高100萬倍的話,在太陽系所在的奧爾特云范圍里面就會(huì)有2000顆恒星。傳說中的后羿射日也只射落了九個(gè)太陽,2000多個(gè)太陽要把后羿累死。
宇宙誕生時(shí),最開始出現(xiàn)的是高能光子,零點(diǎn)幾秒鐘之后,質(zhì)子誕生了,又過了一瞬間,質(zhì)子的兄弟中子誕生了。中子誕生以后,中子和質(zhì)子的比例就永遠(yuǎn)被固定在1:7。
38萬年以后,宇宙冷卻到了質(zhì)子可以俘獲電子的程度,最早的中性氫原子形成。
在隨后的漫長時(shí)間里,氫原子在引力的作用下聚集成最原始的星云。
宇宙爆炸之后2億年,第1顆恒星被點(diǎn)亮。黑暗無邊的宇宙中終于有了光。
●無數(shù)的恒星聚合在一起,最終形成了龐大的星系。
》在廣闊的宇宙中,地球所在的銀河系只是一個(gè)中等尺度大小的星系。
由于被厚厚的銀盤所阻擋,人類至今沒有發(fā)現(xiàn)銀河系真正的邊界。
所以最開始的時(shí)候銀河系的直徑是10萬光年,現(xiàn)在已經(jīng)推進(jìn)到20萬光年。
●從地球上能夠拍到的銀河系的照片,就是環(huán)繞在地球周圍的星流。
但是,根據(jù)日本昴星團(tuán)望遠(yuǎn)鏡對(duì)銀河系邊緣恒星密度的觀測,銀河系真正的半徑很可能高達(dá)50萬光年。
太陽系距距離銀河系中心2.6萬光年,以每秒240公里的速度繞行銀河系中心,每2.3億年繞行銀河系一圈。
●銀河系的全景只有示意圖,沒有照片。
讓太陽系圍繞著銀河系運(yùn)動(dòng),以及讓地球圍繞著太陽運(yùn)動(dòng)的力量正是萬有引力。
因?yàn)槿f有引力和行星做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)的離心力正好平衡,所以太陽和地球之間維持著相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài),看起來就是水星、金星、地球、火星等行星漂浮在太陽的周圍。
》地球圍繞太陽運(yùn)行的軌道之所以穩(wěn)定,還有一個(gè)更重要的因素,就是萬有引力本身的規(guī)律。
我們知道萬有引力和距離的平方成反比。
如果萬有引力和距離的三次方程反比,行星繞日軌道必須是絕對(duì)的正圓形,只要輕微的擾動(dòng),行星會(huì)呈螺旋狀跌落到恒星的表面。
而且,如果萬有引力和距離的三次方程反比,行星無論多遠(yuǎn)都不能逃離恒星的引力場,最終的結(jié)果就是所有的恒星都撞在一起形成一個(gè)黑洞。
我們的銀河系和仙女座大星云以及其他10萬個(gè)星系組成了宇宙中龐大的一級(jí)結(jié)構(gòu),拉尼亞凱亞超級(jí)星團(tuán)。
》拉尼亞凱亞超星系團(tuán)像一個(gè)像一片巨大的羽毛。
由室女座超星團(tuán)(銀河系所在星團(tuán))、長蛇座超星團(tuán)和孔雀~印第安超星系團(tuán)三大部分組成。
●拉尼亞凱亞像一大團(tuán)羽毛,每一條流蘇都是由無數(shù)的星系組成。紅點(diǎn)是銀河系的位置。
其中長蛇座是拉尼亞凱亞超星系團(tuán)的引力中心,那里有一個(gè)巨大的引力源,距離地球1.5億光年。
因?yàn)橐Φ淖饔茫y河系正帶著太陽系,以每秒鐘超過600公里的速度向那里狂奔。
但是,由于宇宙在膨脹,在1.5億光年的尺度上,宇宙的膨脹速度已經(jīng)超過了3000公里每秒,所以銀河系永遠(yuǎn)也不會(huì)掉進(jìn)去。
●美國天文學(xué)家哈勃發(fā)現(xiàn)了宇宙在膨脹。
正是因?yàn)橛钪娲蟊ㄗ畛醯谋q,以及萬有引力定律的距離平方導(dǎo)數(shù)關(guān)系,加上宇宙空間本身在以每326萬光年72公里每秒鐘的速度膨脹,導(dǎo)致了無數(shù)的星辰和星系均勻的漂浮在黑暗無盡的宇宙中的壯觀景象。
●哈勃深場展示了宇宙深處的無數(shù)星系。
一個(gè)簡單的現(xiàn)象背后,有著多么深刻的宇宙法則。
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