我們所在的─銀河系─神秘面紗(4)
我們所在的─銀河系─神秘面紗(4)
未來情況─當前的觀測認為仙女座星系（M31）正以每秒
天文學家發現銀河系“比之前想像的要大”據英國廣播公司6日報導，由國際天文學家組成的研究小組發現，地球所在的銀河系比原來以為的要大，運轉的速度也更快。
天文學家利用在夏威夷、加勒比海地區和美國東北部的天文望遠鏡觀察得出結論，銀河系正以每小時90萬公里的速度轉動，比之前估計的快大約百分之十。
銀河系的體積也比之前預計的大一半左右。科學家們指出，體積越大，與鄰近星河發生災難性撞擊的可能性也增大。不過，即使發生也將是在二、三十億年之後。美國哈佛-史密森天體物理學中心的研究員利用“超長基線陣列”（Very LongcenterArray）儀器來推論地球所在銀河系的品質和速度。
研究員表示，使用這個方法找出的資料更準確，比較以前的方式所需要的假定更小。研究員還說，最新發現顯示銀河系與仙女座星系（Andromeda Galaxy）的大小相約。仙女座星系、銀河系和三角星系是地球所在的星系群中三個最大的星系。此前，科學家一直認為仙女座最大，銀河系只是仙女座的“小妹妹”。研究員在美國加利福尼亞州第213屆美國太空學會會議上發表有關研究結果。
常用資料
品質≈10E11太陽品質。
直徑≈100千秒差距。
銀心方向：α=17h
太陽距銀心≈9千秒差距。
北銀極：α=12h
太陽處銀河系旋轉速度≈
太陽處銀河系旋轉週期≈220E6年。
相對於3K背景的運動速度≈
（朝向α=10h，δ=-20°方向）。
宇宙起源─在宇宙中高速運行具有星系核的星系，當它追及到另一個具有星系核的星系時，如果兩者的運行速度相近，就會相互吞噬，形成了一個更大的星系。倘若這兩個星系的星系核相遇，就會相互繞轉而形成一個品質更大的高速旋轉的星系核。這個高速旋轉的星系核就像一個巨大的發電機，從它的兩極爆發出能量強大的粒子流向遠方噴射。星系核的能量越大，噴射粒子流的流量也就越大，噴射得也就越遙遠。我們把這樣的星系核稱作兩極噴流星系核。星系核在噴射高能粒子流的時候，會消耗其自身的能量，然而，當它俘獲了其他星團或者星系以後，就會增添能量。
當星系核的能量發生由大到小的變化時，就會建造出兩條粗大的噴流帶。如果星系核的磁軸繞著另一條軸（這條軸稱作星系核的自轉軸）旋轉，那麼，噴流帶的軌跡就會彎曲，而演變成旋渦星系的兩條旋臂。一般的，星系核的磁軸與自轉軸之間的夾角（0~π/2）越大，所建造的星系盤面就會越扁；否則就會越厚。星系核的磁軸繞著自轉軸的旋轉速度越快，旋臂纏卷得就會越緊；否則，就會越松。旋渦星系的兩條旋臂是恒星誕生的活躍區域。
我們的銀河系就是具有兩條旋臂的一個旋渦星系。
當Alis Deason重新校準測量銀河系品質的儀器時，竟然發現銀河系品質減小了。“我們發現銀河系的品質只有一般所認為的一半。”Deason說。她是美國加利福尼亞大學聖克魯茲分校的天文學家，在美國天文學會第221次會議上報告了她的測量結果。
測量銀河系的品質比較複雜，部分原因是其品質大多來源於無法看到的暗物質。科學家們通常會測量星系的旋轉速率，並結合暗物質分佈規律的理論得出結果。利用這個方法，哈佛—史密森天體物理中心的Mark Reid及其團隊測量出了相當於太陽品質幾萬億倍的銀河系總品質，並於2009年發佈。不過，Reid仍表示，“測量銀河系的總品質非常複雜”，並且存在諸多不確定因素。
Deason和她的同事採取了不同的方法。在現今發表在《皇家天文學會月報》上的研究中，他們首次搜尋銀河系光暈——直徑為10億光年的光球——裏距中心非常遙遠的星體。Deason解釋，這些星體的擴散速度可以揭示銀河系的品質。
結果顯示，銀河系的品質“僅僅”是太陽品質的5000億到10000億倍——比之前Reid的測量結果的一半還要小。Deason提醒，這一結果是基於她對銀河系光暈的大小以及星體圍繞星系中心運動的假設而得出的。不過，她認為這些假設都是有可信服的理論依據的。
Reid表示，測量銀河系的品質“對理解銀河系是怎樣形成的以及星系團在未來幾十億年的發展趨勢是很重要的”。因為星系團之間有引力存在。“知道銀河系總品質的最好辦法是瞭解星系團完整的三維速度。”他說。
現有的技術並不能提供這些資訊，不過Deason希望更大望遠鏡的觀測結果可以儘快證實她的結論。“我們需要更多距離銀河系中心更遠的星體。”她說。
美國航空航天局（NASA）在2013年6月召開的美國天文學會第222次會議上公佈了Swift探測器所拍攝的大麥哲倫星雲（LMC）和小麥哲倫星雲（SMC）的最新震撼照片，這是NASA有史以來公開過的最高清的太空圖片。這些史無前例的高清圖像將幫助科學家進一步辨識和研究兩個星雲中所存在的恒星、超新星以及星團系統。
這些圖像均來自Swift探測器所搭載的紫外線光學望遠鏡（UVTO），NASA和戈達德空間飛行中心和賓夕法尼亞州大學的天體物理學家合作利用雨燕衛星上紫外/光學望遠鏡對離我們最近的兩個星系進行了各種角度的拍攝，然後將拍攝下來的數萬張小型照片拼接創建了解析度超過1.6億圖元的最清晰的照片，總容量達到了
大麥哲倫星雲的原始圖片圖元數高達1.6億，由2200張局部照片拼接而成，而拍攝這些照片共耗時5.4天。而小麥哲倫星雲的原始圖片圖元數則為5700萬圖元，由656張局部照片組成，拍攝耗時共計1.8天。
據NASA官方資料顯示，大麥哲倫星雲和小麥哲倫星雲都是距離我們銀河系最近的大型天體系統，屬於銀河系的伴星系。其中，大麥哲倫星雲距離銀河系約16.3萬光年，其規模約為銀河系的10%，品質僅相當於銀河系的1%，而小麥哲倫星雲距離銀河系約20萬光年，品質是大麥哲倫星雲的2/3。
“大爆炸宇宙論”認為：宇宙是由一個緻密熾熱的奇點於137億年前一次大爆炸後膨脹形成的。[1] 1929年，美國天文學家哈勃提出星系的紅移量與星系間的距離成正比的哈勃定律，並推導出星系都在互相遠離的宇宙膨脹說。
現代宇宙學中最有影響的一種學說。它的主要觀點是認為宇宙曾有一段從熱到冷的演化史。在這個時期裏，宇宙體系在不斷地膨脹，使物質密度從密到稀地演化，如同一次規模巨大的爆炸。該理論的創始人之一是伽莫夫。1932年勒梅特首次提出現代宇宙大爆炸理論，1946年美國物理學家伽莫夫正式提出大爆炸理論，認為宇宙由大約200億年前發生的一次大爆炸形成。
爆炸之初，物質只能以中子、質子、電子、光子和中微子等基本粒子形態存在。宇宙爆炸之後的不斷膨脹，導致溫度和密度很快下降。隨著溫度降低、冷卻，逐步形成原子、原子核、分子，並複合成為通常的氣體。氣體逐漸凝聚成星雲，星雲進一步形成各種各樣的恒星和星系，最終形成我們現在所看到的宇宙。
爆炸之初，物質只能以中子、質子、電子、光子和中微子等基本粒子形態存在。宇宙爆炸之後的不斷膨脹，導致溫度和密度很快下降。隨著溫度降低、冷卻，逐步形成原子、原子核、分子，並複合成為通常的氣體。氣體逐漸凝聚成星雲，星雲進一步形成各種各樣的恒星和星系，最終形成我們如今所看到的宇宙。
“宇宙並非永恆存在，而是從虛無創生”的思想在西方文化中可以說是根深蒂固。雖然希臘哲學家曾經考慮過永恆宇宙的可能性，但是，所有西方主要的宗教一直堅持認為宇宙是上帝在過去某個特定時刻創造的。
像歷史學家一樣，宇宙學家意識到開啟未來的鑰匙在於過去。
大爆炸理論的建立基於了兩個基本假設：物理定律的普適性和宇宙學原理。宇宙學原理是指在大尺度上宇宙是均勻且各向同性的。
這些觀點起初是作為先驗的公理被引入的，但現今已有相關研究工作試圖對它們進行驗證。例如對第一個假設而言，已有實驗證實在宇宙誕生以來的絕大多數時間內，精細結構常數的相對誤差值不會超過10^(-5)。此外，通過對太陽系和雙星系統的觀測，廣義相對論已經得到了非常精確的實驗驗證；而在更廣闊的宇宙學尺度上，大爆炸理論在多個方面經驗性取得的成功也是對廣義相對論的有力支持。
假設從地球上看大尺度宇宙是各向同性的，宇宙學原理可以從一個更簡單的哥白尼原理中導出。哥白尼原理是指不存在一個受偏好的（或者說特別的）觀測者或觀測位置。根據對微波背景輻射的觀測，宇宙學原理已經被證實在10^(-5)的量級上成立，而宇宙在大尺度上觀測到的均勻性則在10%的量級。
早在1929年，愛德溫·哈勃作出了一個具有里程碑意義的發現，即不管你往哪個方向看，遠處的星系正急速地遠離我們而去。換言之，宇宙正在不斷膨脹。這意味著，在早先星體相互之間更加靠近。事實上，似乎在大約100億至200億年之前的某一時刻，它們剛好在同一地方，所以哈勃的發現暗示存在一個叫做大爆炸的時刻，當時宇宙無限緊密。
1948年前後，伽莫夫第一個建立了熱大爆炸的觀念。這個創生宇宙的大爆炸不是習見於地球上發生在一個確定的點，然後向四周的空氣傳播開去的那種爆炸，而是一種在各處同時發生，從一開始就充滿整個空間的那種爆炸，爆炸中每一個粒子都離開其他每一個粒子飛奔。事實上應該理解為空間的急劇膨脹。"整個空間"可以指的是整個無限的宇宙，或者指的是一個就象球面一樣能彎曲地回到原來位置的有限宇宙。
根據大爆炸宇宙論，早期的宇宙是一大片由微觀粒子構成的均勻氣體，溫度極高，密度極大，且以很大的速率膨脹著。這些氣體在熱平衡下有均勻的溫度。這統一的溫度是當時宇宙狀態的重要標誌，因而稱宇宙溫度。氣體的絕熱膨脹將使溫度降低，使得原子核、原子乃至恒星系統得以相繼出現。
大爆炸開始時：約137億年前，極小體積，極高密度，極高溫度，稱為奇點。
大爆炸後10^-43秒：約10^32度，宇宙從量子漲落背景出現。
大爆炸後10^-35秒：約10^27度，引力分離，誇克、玻色子、輕子形成。
大爆炸後5^-10秒：約10^15度，質子和中子形成。
大爆炸後0.01秒：約1000億度，光子、電子、中微子為主，質子中子僅占10億分之一，熱平衡態，體系急劇膨脹，溫度和密度不斷下降。
大爆炸後0.1秒後：約300億度，中子質子比從1.0下降到0.61。
大爆炸後1秒後：約100億度，中微子向外逃逸，正負電子湮沒反應出現，核力尚不足束縛中子和質子。
大爆炸後13.8秒後：約30億度，氫、氦類穩定原子核（化學元素）形成。
大爆炸後35分鐘後：約3億度，原初核反應過程停止，尚不能形成中性原子。
大爆炸後30萬年後：約3000度，化學結合作用使中性原子形成，宇宙主要成分為氣態物質，並逐步在自引力作用下凝聚成密度較高的氣體雲塊，直至恒星和恒星系統。
大爆炸理論的科學性令人不得不信服。最直接的證據來自對遙遠星系光線特徵的研究。20年代，天文學家愛德溫·哈勃（Edwin Hubble）研究了維斯托·斯裏弗（Vesto Slipher）所作的觀測。他注意到，遠星系的顏色比近星系的要稍紅些。哈勃仔細測量了這種紅化，並作了一張圖。他發現，這種紅化是系統性的，星系離我們越遠，它就顯得越紅。
光的顏色與它的波長有關。在白光光譜中藍光位於短波端，紅光位於長波端。遙遠星系的紅化意味著它們的光波波長已稍微變長了。在仔細測定許多星系光譜中特徵譜線的位置後，哈勃證實了這個效應。他認為，光波變長是由於宇宙正在膨脹的結果。哈勃的這個重大發現奠定了現代宇宙學的基礎。
膨脹中宇宙的性質使許多人困惑不解。從地球的角度來看，好像遙遠的星系都正飛快地遠離我們而去。但是，這並不意味著地球就是宇宙的中心。平均而言，宇宙不同地方的膨脹圖像都是相同的。可以說每一點都是中心，又沒有一點是中心（解釋得最好的是一幅畫：三維空間的切割）。我們最好把它想像成星系間的空間在伸長或膨脹，而不是星系在空間中運動。這一點與我們日常生活中見到的源於一點的爆炸不同。
空間可以伸長這一事實看上去似乎離奇古怪，不過這卻是1915年愛因斯坦廣義相對論發表以來科學家們早就熟知的概念。廣義相對論認為，引力實際上是空間（嚴格地說是時空）彎曲或變形的一種表現。從某種意義上來說空間是有彈性的，可以按某種方式彎曲或伸長，具體情況取決於物質的排列。這個思想已為觀測所充分證實。
膨脹空間的基本概念可通過一項簡單的模擬來加以理解。想像在一條鬆緊帶上縫有一排紐扣。假定從鬆緊帶的兩端把它拉長，結果所有的紐扣都彼此遠離。不論我們選擇從哪個紐扣來看，它鄰側的紐扣似乎都在遠離，而且這種膨脹是處處相同的，不存在特殊的中心。當然，我們在畫這排紐扣時，它有一個中心紐扣，但這與系統的膨脹方式毫不相干。只要把這條帶紐扣的鬆緊帶無限加長，或環成一個圓圈，這個中心便不再存在了。
從任意一個紐扣來看，離它最近的[url紐扣以某種速度退行，再下一個紐扣則以兩倍數度退行，依此類推。在你看來，紐扣離得越遠，它退行得越快。因此這種膨脹意味著退行速度與距離成正比-這是一個極為重要的關係。借助這個圖像，我們就可想像出光波是，難怪哈勃發現，紅移量與距離成正比，同這個簡單的圖像類比結果完全一致。(續)