银河系并不普通,科学家发现:只有百万分之一的星系和银河系类似

星空承载梦想 2024-01-13 09:14:29
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现代科学认为,我们的宇宙诞生于138亿年前,在138亿年前,有一颗奇点发生了爆炸,奇点是一个质量无限大、能量无限大、热量无限大、密度无限大、体积无限小的点,这个点爆炸以后,我们的宇宙快速的向四周膨胀,经过138亿年的时间,宇宙才膨胀成我们现在看到的样子,宇宙中的天体都是在宇宙大爆炸之后形成的,我们的地球就是宇宙中的一颗行星,在宇宙中除了行星之外,还有恒星、彗星、小行星、中子星、白矮星、黑洞等等,地球作为一颗行星,它最大的区别就是诞生了生命,生命的出现给地球增添了很多色彩,尤其是人类出现以后,解开了地球上很多的奥秘,地球之所以能够诞生生命,主要是因为地球满足了生命诞生的基本条件。

这些条件分别是适宜的温度、充足的空气和丰富的水资源,如果说其它行星也能够满足这些基本条件,那么其它行星诞生生命的可能性也会非常大。水是生命之源,地球上的生命诞生离不开水资源的贡献,大约在40亿年前,一颗带水的巨大彗星和地球相撞,这一次,让地球下了整整300万年的大雨,之后地球就拥有了海洋,变成了一颗海洋星球,大约在37亿年前,地球上出现了第一个单细胞生物,在进化的过程中,海洋中出现了能够进行光合作用的海藻,随着海藻的大量繁殖,大气中的二氧化碳逐渐被转化为了氧气,温室气体二氧化碳减少之后,地球开始慢慢降温,大约在24亿年前,地球进入了第一次冰河时期,地球上的海洋全部冻结,整个地球直接被冻结成了一个大冰球。

这次冰河时期持续了3亿年,是地球历史上跨度最长的一次冰河时期,在大约21亿年前,地球上的火山大规模喷发,大量的二氧化碳随着火山灰被释放到大气层中,温室气体回归后,地球开始升温,冰河时期到此结束,大约在5亿年前,寒武纪生命大爆发,在1000万年的时间内,地球上的生物种类出现了爆发式的增长,从此之后,地球生命开始不断的进化和发展,人类是由陆地生物进化而来的,在大约200多万年前,猿类生物生活在地球上,当时地球上还生活着很多其它凶猛的生物,猿类生物为了能够长久的发展下去,于是它们选择了群居生活,群居生活不仅仅能够促进彼此之间相互交流的机会,还能够有效的抵抗外来侵略者。

科学家经过研究发现,频繁的交流能够使猿类的大脑变得越来越聪明,由于猿类生物长期在一起生活,所以猿类的大脑变得越来越聪明,最终成功进化为人类,人类作为地球上最有智慧的生命,从诞生以后就开始不断的研究和探索世界的奥秘,经过几千年的科技发展,现在人类已经能够走出地球探索宇宙,这说明人类科技发展的速度非常快,当人类走出地球之后,人类才知道宇宙的浩瀚,面对浩瀚的宇宙,我们的地球显得微不足道,地球只是太阳系中的一颗行星,而太阳系也只是银河系中的一个微小星系,根据科学家的研究发现,在银河系中存在大量的古老星系,根据恒星的光谱科学家发现它们的年龄超过了130亿年,而宇宙的年龄大约是138亿年左右。

简单来说就是,它在宇宙大爆炸8亿年之后就开始形成了,而这段时间正好是宇宙的再电离期,根据欧洲天文台对银河系的球状星团中的一颗恒星进行光谱检测,甚至发现有一些恒星出现在大爆炸后2亿年的时间内,科学家认为,在宇宙大爆炸初期,刚刚有点氢开始电离的时候,这些恒星就形成了,根据种种迹象我们能够知道,银河系应该是宇宙中第一批诞生的星系,虽然现在科学家还不能够确定第一个星系到底是如何形成的,但是通过研究表明,最初的星系可能是由大量的暗物质组成的,暗物质是一种看不见摸不着的神秘物质,按照目前的宇宙模型研究发现,我们所能够看到的一切物质其实仅仅占到了宇宙的百分之4.6,还有百分之24是看不见的物质(暗物质)。

暗物质和普通物质最大的区别就是他们完全不可见,既然如此,那么科学家是如何发现它们的?在1933年的时候,天体物理学家兹维基通过光谱分析了后发座星系团内的星系运动速度,分析结果显示星系团中星系的弥散速度太高,按照平方反比定律,这些星系并不会聚集成群,它们应该相互飞散才对,这似乎违背了万有引力定律,于是兹维基认为在后发座星系团内肯定还有其他未被发现的物质提供额外的引力,其质量是可见物质的百倍以上,这种额外的物质就是我们所说的暗物质,暗物质吸引了普通物质,并通过重力将普通物质聚集起来,形成了恒星和星系。这种过程可能持续了几十亿年,直到形成了第一个完整的星系。

现代宇宙的特点是密度非常高的地方,例如星系,以及密度非常低的地方,例如星系之间的空隙。但所有观察都表明,早期宇宙非常不同:据欧洲航天局称,整个宇宙的密度几乎没有任何差异。银河系可能像任何其他星系一样开始了生命——作为一个密度略高于宇宙平均水平的微小物质团。这个团块几乎完全由暗物质构成,暗物质是不与光相互作用的物质形式。因为那个小团块的密度比平均密度高一点,所以它的引力比周围的引力稍微强一点。银河系的形成主要是由于引力作用,宇宙初期的气体云在引力的作用下慢慢收缩,形成密度很大的云团,随着云团密度的增加,引力逐渐增强,导致云团进一步的收缩,形成了银河系的核心,在这个核心的基础上,银河系不断的吸积周围的气体和尘埃,慢慢的形成了今天的规模。

这个过程持续了十几亿年的时间,到现在为止,银河系还在不断的吸收周围的气体和尘埃,银河系的形成也导致了其它星系的形成,在宇宙中,很多星系都是通过类似银河系的形成过程而形成的,这些星系不断的演化和发展,慢慢的形成了我们所看到的宇宙,银河系的形成是一个非常漫长而复杂的过程,它不仅仅是科学的一个研究重点,也是人类探索宇宙的奥秘的其中之一,而且在银河系形成的过程中,还和另一个星系发生了碰撞,根据欧洲科学家团队通过盖亚望远镜发布的数据,确定了我们所在的银河系形成的原因——大约在100亿年前,银河系和另一个星系膨胀,导致银河系银晕充满了恒星,并且使得银盘增加。根据科学家的研究我们能够知道,银河系的结构能够分为5个部分。

第一部分就是银盘,它的主要部分是一个扁平的盘状结构,称为银盘,银盘中心的厚度大约是1000光年,边缘的厚度达到了3000光年,银盘中包含了大部分的恒星和星际物质,它的直径大约是10万光年,第二个部分就是银心,在银盘的中心物质有一颗超大质量的黑洞,这颗黑洞距离太阳系有2.7万光年,质量超过了太阳质量的400万倍,是目前所知距离地球最近的一颗超大质量黑洞,银心的直径约为 2000 光年,它是银河系中最活跃的区域之一。第三个部分就是银晕,银盘周围是一个球形的区域,称为银晕。银晕中包含了大量的恒星和星际物质,它的直径约为 10 万光年。而且银晕的温度非常高。

根据科学家的研究发现,围绕银河系旋转的尘埃,也就是我们所说的银晕,其温度高达将近1000万摄氏度,这是一个足以使恒星诞生的温度,我们知道,恒星的诞生源自于引力的作用,巨大的分子云在引力长达百万年的压缩下,其密度和体积变得越来越高,温度也越来越高,最终产生了核聚变释放出光芒并且诞生恒星,不过这种情况根据目前的观测结果来看,都是在星云中所发现的,而这个研究的事实却是在银河系的星晕中,第四个部分是星际介质:银河系中的星际介质是一种由气体和尘埃组成的稀薄物质,它填充了银河系中的大部分空间。星际介质对星系的演化和恒星的形成起着重要的作用。

际介质是指恒星际空间中存在的各种物质,包括大量真空和种类繁多的原子、分子和尘埃。星际介质在宇宙空间的分布并不均匀,某些地方的气体和尘埃可能相互吸引而密集起来,形成云雾状,人们形象地把它们叫做“星云”。星际介质中的物质密度较大的团块被称为星云,其实它们也是由这些物质组成,不过是物质密度较大的团块而已。星际介质中的气体通常存在于三种相中:冷致密相:由中性和分子氢云组成,温度低于300K,温星际云相:由稀有的中性氢和离子气体组成,温度约为10K超新星冲击相:被超新星冲击和加热而非常炎热(温度约为10K)的气体,构成星际物质的大部分体积。

第五部分是暗物质晕:银河系中的暗物质晕是一种不可见的物质,它对星系的结构和动力学起着重要的作用。暗物质晕的直径约为 10 万光年,它是银河系中最神秘的部分之一。根据科学家理论推演,宇宙中约85%的物质成分是暗物质,其物质属性和组成恒星、行星以及我们人类世界的普通物质截然不同。这些暗物质受引力塌缩形成的结构体被称为暗晕。普通物质的气体冷却、聚集于暗晕中心,从而形成璀璨的恒星和星系。在银河系中,一共有四条旋臂,它们分别是英仙座旋臂、猎户座旋臂、人马座旋臂、三千秒差距臂,科学家观测发现:每条“手臂”都有难以计数的恒星和星云组成。其中我们生活的太阳系在猎户臂内,位于人马臂和英仙臂之间。

那么这些悬臂是如何形成的呢?科学家认为银河系的旋臂结构是由星际物质的密度波引起的。在恒星密集的区域,引力场相对较强,所以位于其中的恒星的运动速度相对较慢,于是它们会逐渐挤在一起,这又会进一步提高相应区域内的物质密度。加州理工学院的天体物理学家们通过分析斯皮册红外空间望远镜的观测数据,发现了一些不大寻常的情况,在人马座旋臂上,一些恒星以一种突出的角度离开旋臂,从宏观视角上来看,就好像旋臂发生了断裂一样。不过,这种断裂只是一种视觉上的效果,这种现象的发生本质上应该是星际介质的影响所导致的,并不是说旋臂真的会发生断裂,银河系的结构更不会因此而出现解体。旋臂结构是一种非常稳定的结构。

它们能够自行维持稳定运行,因为进入旋臂的恒星会因为旋臂内强大的引力场,而减慢速度,成为旋臂的一部分,并给引力场带来增强,银河系之所以能够稳定的运动,除了引力作用之外,还有就是暗物质的作用,虽然现在科学家还没有在宇宙中找到暗物质,但是科学家普遍认为,暗物质一定存在宇宙当中,虽然看上去宇宙中的星系都差不多,但是银河系最特殊的地方在于它内部的恒星类似非常丰富,从年轻的蓝巨星到老年的红巨星,每种类型的恒星都揭示了宇宙演化的不同方面,而太阳作为一颗普通的G型主序星,也是研究其它恒星的重要参照点,最近几年内,科学家对系外大量的星系进行了研究和分析,科学家试图用数据找出银河系的特殊之处。

结果表明,和外部宇宙相比银河系的宇宙墙似乎的确存在一种特殊性,宇宙墙并不是实体物质,而是一种神秘的能量所构成的,这种能量被科学家称为是暗能量,它占据了整个宇宙的百分之70的比例,简单来说,宇宙中大部分空间都是由这种无形的力量所驱动的,在2018年的时候,意大利科学家发表了一篇论文,称在距离地球150亿光年的波江座中,发现了一处非常奇怪的空间,在这片宽度达到了35亿光年的空间内,没有任何天体的存在,也观测不到任何宇宙辐射和电磁波,甚至连宇宙背景辐射都无法找到,就像是一处绝对的真空地带,科学家认为,宇宙墙的形成和宇宙膨胀有绝对的关系。在20世纪初的时候,美国物理学家爱德温.哈勃发现了星系中的光谱出现了红移现象。

这种现象表明,这些星系正在远离我们,看到这种现象之后,爱德温.哈勃提出了宇宙膨胀的理论,这个理论打破了人类传统认知的静止宇宙模型,对宇宙有了全新的认识,到现在为止我们的宇宙还在不断的膨胀当中,而且膨胀的速度越来越快,而宇宙膨胀的动力就是来自于暗能量,从整体来看,宇宙空间在暗能量的推动下不断的向外扩张,然而在距离比较近的星系之间,决定着他们的运动规律,简单来说就是,在星系之间,以及距离较近的星系之间,质量分别在引力和暗能量的作用下,会有质量越来越集中的情况发生,这就使得原本物质密集的空间,各种星体的分别会在各种引力源的作用下越来越集中,而原本物质稀薄的区域,则会变得越来越稀薄,从而使得整个宇宙空间显现出密度大、密度小不同空间交错在一起的纤维结构。

在漫长的宇宙演化的历史当中,这种纤维结构会变得越来越清晰和明星,其中纤维的主体结构是各种类型的星体,其中包括纤维的主体结构是各类的星体,包括恒星、行星、卫星、彗星等等,所以说宇宙墙并不是一种墙,而是宇宙物质分布密度不均匀的极端体现,从银河系的分布情况我们就能够明显的感觉出来,在银河系中,天体的分布并不是均匀的,在距离银河系中心1秒的差距(约3.26光年)的核心区域,恒星密度达到了每立方光年28.9万颗,当距离增加到40秒的差距时,恒星的密度就下降到了288颗每立方光年,当距离增加到100秒差距时,恒星的密度就只有2.9颗立方光年,而太阳系距离银河系中心大约有2.6万光年,在这片区域中,恒星密度下降到了0.004颗立方光年。

这说明太阳系附近的恒星非常少,这就类似于我们的市区和郊区,所以科学家认为,我们的太阳系处于银河系的贫瘠区域。不过在贫瘠区域也有一定的好处,如果太阳系处于银河系的中心区域,那么受到的恒星辐射和其它威胁就会越多,这对生命的形成和进化来说是不利的,当大质量的恒星死亡之后就发生超新星爆发,超新星爆发时一种恒星在演化接近末期的时候会经历的一种剧烈的爆炸,简单来说就是一颗恒星的燃烧消耗殆尽之时,其部分质量会向核心聚集,随着核心质量的不断加大,等到达到无法对抗其自身重力的时候,就会发生核心坍缩,从而引起超新星爆发,一般来说,超新星爆发都会伴随着超强的辐射,并向宇宙中扩散,能够瞬间摧毁50光年之内的任何生物。

如果拿我们的太阳系来衡量的话,50光年就相当于25个太阳系的直径,如果说我们的太阳系处于银河系的中心区域,那么受到超新星爆发的影响会大大增加,超新星爆发所释放的高能中微子能够瞬间将地球上的生物烧死,如果距离足够近的话,地球都可能会在短时间内被氧化,所以说,太阳系的位置虽然在银河系中比较偏僻,但是适合生命的生存,目前人类对银河系的了解还不是很多,银河系并不是宇宙中最大的结构,比银河系大的星系还有很多,比如说仙女座星系,仙女座星系和地球的距离大约是250万光年。它也是离我们所在的银河系较近的星系之一,有着达16万光年(银河系为8万光年)的直径,规模比地球大了很多,同时我们也可以估算出,四到五个银河系的体积或许才能和仙女座相比。

在地球上用肉眼去看仙女座的话,就只能看到一块发光似的小白点,像干净玻璃上的一块小污点,或者形容为一块黑色布匹上的一朵小白花。虽然仙女座星系里有着一万亿多颗恒星,但在地球人眼里,它依然小得像朵云,这可能是因为它距离我们有250万光年。由于太过遥远,使得我们眼中的它看起来极小。银河系、仙女座星系、麦哲伦星系等30多个星系一起组成了本星系群,它的直径大约是1000万光年,我们的银河系就位于本星系群的中心位置,和仙女座星系一起成为本星系群中的两大星系,不过本星系群又属于室女座超星系团中,室女座超星系团的直径为1.2亿光年,包含有20000个星系,这仅仅是宇宙中大小和星系数量中等富饶的超星系团,宇宙中最大的超星系团是一个名字叫做拉尼亚凯亚超星系团的超星系团。

这个超星系团的直径高达5.2亿光年,含有的星系数量为100000个,大小是银河系所在的本星系团直径的520倍,星系数量是银河系所在的本星系团星系数量的2000倍,相比之下,银河系所在的本星系团有多“贫瘠”。你以为这样就结束了吗?没有,在宇宙中还有一种结构比拉尼亚凯亚超星系团更大,它就是双鱼鲸鱼座超星系团复合体,它的直径高达10亿光年,双鱼鲸鱼座超星系团复合体是一个比拉尼亚凯亚超星系团更为庞大的天体系统,它总共包含60个超星系团集群,包括室女座超星系团、室女-长蛇-半人马座超星系团等。目前人类能够观测到的宇宙直径达到了930亿光年,而这并不是宇宙的全部范围,宇宙或许比我们想象的还要大,宇宙究竟有多大?现在科学家还在积极的研究当中。

不过由于宇宙在快速的膨胀当中,所以未来宇宙空间将会变得越来越大,至于宇宙膨胀会不会停止?目前科学家还无法确定,面对浩瀚的宇宙,人类的力量显得非常渺小,想要彻底解开宇宙的奥秘,人类还需要继续努力才行,小编认为,人类作为地球上最有智慧的生命,从诞生以后就开始不断的研究和探索世界的奥秘,经过几千年的时间,人类能够站到地球食物链的顶端,说明人类科技发展的速度很快,只要人类能够坚持不懈的努力下去,未来随着人类科技的进步,人类或许真的能够解开宇宙中所有的奥秘,同时我们也能够找到外星文明,小编希望人类能够早日实现自己的梦想,对此,大家有什么想说的吗?

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星空承载梦想

简介:本人爱好天文,擅长写科学领域的文章