第44章 宇宙中有什么

放开眼界，环顾整个宇宙，浩瀚无垠。宇宙中都有些什么呢？我们居住的地球是太阳的一个大行星。太阳系中的九个大行星以太阳为中心由内向外排列的顺序是：水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星、冥王星。其中除了水星和金星外，其余七颗行星都有自己的卫星，目前，太阳系中已发现的卫星有近50颗。在太阳系中，还有为数众多的小行星、彗星、流星和陨星等。那么，在太阳系之外，还有什么呢？在晴朗的夜晚，天空布满了星星，其中，恒星占绝对多数。恒星，就是像太阳一样自己能够发光的天体。我们银河系就有上千亿颗恒星。恒星的体积、光度、质量和密度等都有很大差别。有的星星很亮，光度比太阳大上百倍到一万倍，这种星叫巨星。有的星星，光度比太阳亮上万倍到几百万倍，半径可超过太阳的一千倍，叫做超巨星。还有一种光度低、体积小而密度极大的白色星叫白矮星。有的白矮星光度小到只要太阳的几万分之一，体积只有地球的几十分之一大，而密度却大到每立方厘米几百公斤、几吨甚至上千吨。目前已经发现的白矮星有1 000多颗，据估计，光我们银河系的白矮星就有100亿颗。1967年，人们发现了一种快速自转的中子星，又叫脉冲星。中子星是恒星中最小的侏儒，大多数中子星的直径只有10公里左右，可是它的密度却大得惊人，每立方厘米达1亿吨，如果用万吨巨轮来拖，中子星上1立方厘米的物质需要1万艘巨轮才能拖得动。已发现的中子星有300多颗。恒星除了以单个的形式存在于宇宙空间外，还有由两颗或两颗以上至10颗左右的恒星在一起组成的具有物理联系的恒星集体，它们分别称为双星和聚星。现已了解到，仅就太阳系附近的空间来说，属于双星和聚星的恒星数目，就有一半之多。还有由几十颗到几十万颗恒星组成的恒星集团，称为星团。银河系里已发现的星团有1 000多个，还有很多没有发现的。估计有18 000个。在恒星世界里，还有一些亮度会发生变化的星，称为变星。它们的变化有的很有规律，有的没有什么规律。有时候，在天空中某个地方会突然出现一颗很亮的星，它的亮度变化非常突然而且剧烈，在两、三天的时间内迅速增加，以后再慢慢减弱，在几年或几十年之后才恢复原来的亮度。由于这种星离我们比较远，比较暗，所以在没有变亮的时候，一般看不到。变亮时光度突然增加几万、几十万甚至几百万倍，才被我们看到，因此称为新星，我国古代叫“客星”或“暂星”。还有一种亮度增加得更厉害的恒星，叫“超新星”，它的实际亮度比太阳还要亮几千万倍到几亿倍。目前在银河系中发现的新星有150多颗，超新星只有8颗，而在河外星系里发现的超新星已超过500颗。通过望远镜观测或拍摄照片，可以看到一些会发光的云雾状的天体，叫做“星云”。最初人们把星云分成两大类，一类是银河星云，或河内星云，一类是河外星云。银河星云就是在银河系范围以内的星云，是由极其稀薄的气体和尘埃组成。银河星云包括行星状星云和弥漫星云两大类。行星状星云是一种呈圆盘状的、淡淡发光的天体，从外貌上看很像遥远的行星的样子。在行星状星云的中央，常有一个很小的核心，那是一颗高温恒星。有些行星状星云呈环形状，天琴座环状星云就是一个有名的典型行星状星云。已发现的行星状星云有1 000多个，估计在整个银河系中约有4～5万个。弥漫星云的形状很不规则，而且没有明显的边界。弥漫星云比行星状星云大得多，也暗得多。它的密度极小极小。“河外星云”与银河星云的本质是完全不同的。在大型天文望远镜建造使用后，人们发现“河外星云”并不是星云，而是由几亿、几百亿甚至几千亿颗恒星组成的与银河系同极的庞大的恒星系统。因此，现在一律改称“河外星云”为“河外星系”，简称“星系”。“河外星系”距离我们实在太遥远了，以至看起来就像小小的、发光的斑点。现在已经能够观测到的河外星系有10亿个以上，但用肉眼能够看到的只有大、小麦哲伦星云和仙女座星云。星系的聚集方式和恒星非常相似，孤立的星系是极个别的，绝大多数星系都是属于各种类型星系集团中的一员。两个星系聚集在一起，组成了双星星系。三个以上到十几个星系聚集在一起的组成了多重星系。十几个至几十个星系聚集在一起的，称为星系群。上百个至上万个星系聚集在一起的星系集团，则称为星系团。60年代以来还发现了一种像星星一样的光点，它的光度、质量和星系一样，我们叫它类星体。目前已发现的类星体有1 500多个。在没有恒星又没有星云的广阔的星际空间里，还有些什么呢？是绝对真空的吗？人们通过观测发现，星光在穿过星际空间以后，被大大减弱了，这一现象证实了星际空间并不是真空的，而是存在着物质。不过那里的物质极其稀薄，平均每立方厘米的空间内仅有01～1个原子。若按地球上的标准来衡量，这够得上标准的真空了。甚至地球上的高标准真空实验室都赶不上它。尽管星际空间物质密度如此稀薄，但它却像雾一样遮住了天文学家观测的视野，使他们难以辨别远方的星星。观测结果表明，这些物质90%是气体，另有10%是极小的固体尘埃。气体中90%是氢，10%是氦；尘埃中有水和甲烷的结晶以及石墨、二氧化硅及铁镁等物质。1969年发现了其中还有甲醛这样复杂的有机分子。此外，在广阔的星际空间里还存在有宇宙线和极其微弱的星际磁场。前面谈到的各种天体系统包括行星、太阳系、恒星、星团、星云、星系、星系群、星系团、星际物质等，都不是孤立地存在的，也不是固定不变的，而是在不断地运动、变化和互相转化。所有这些天体，构成了现在我们可以观测到的宇宙。根据目前仪器的能力，它的范围可达100多亿光年。我们把它们的总体叫做总星系。总星系之外还有些什么，是什么样子，随着科学技术的发展，今后将会逐步了解。