天穹经二第二章星系的内部状态如何五

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    五节:宇宙的形成是否会同时选择其中两种或两种以上的模型

    “薄饼模型”下关于宇宙星系的形成,最先大结构可能是相当于一个超星系团的“薄饼”,通过物质的激烈分离而形成超星系团,再由被分裂的片断演化而出现星系群,最后相当于星系质量的断片经过小爆炸而变成了星系。

    “薄饼”一次次被剧烈地破碎下去,这样自上而下的物质演化就形成了宇宙。物体的分裂不管是激烈的还是缓慢的,宇宙里最原始引力受到宇宙内排斥力的剧烈冲击之下而节节招架不住,引力在排斥力占绝对优势的事态之下,引力是无法体现出来的。

    宇宙中局部的爆发力量,一个区域的物质激烈爆炸,不但会对另一区同时爆炸的天区产生压缩力,而且对自身也会形成一种反冲力。在这种彼此相互作用力的情形之下,从我们所观测到的宇宙情形和根据我们所掌握的知识来进行缜密谨慎的分析,宇宙中的星系形成会选择这种“薄饼模型”。

    但是还不能全面地很好地解答宇宙里存在的一些困惑:比喻“巨洞”是怎么一回事?

    关于如何解释宇宙中的“空洞”存在,可否用下一种等级式成团模型来弥补。这种自下而上的模型中,由气云凝聚而成的星系首先在原初宇宙里诞生。

    以我们目前已掌握的知识,使用这种等级式成团模型而来描绘星系、星系群以及超星系团的形成,是存在一定的难度。

    这种宇宙模型最初的物质演化情形,假如是像大爆炸论所描绘一样的话,在一种整个宇宙性的膨胀作用下,所表现的排斥力,远远大于宇宙最原始的引力。以我们现在所观测到的一些数据,天体与天体之间一直还在拉开着距离,表明宇宙到现在一直还在发生着膨胀。

    在这种宇宙形成模型里,要体现他最原始的引力出来,就必须等到宇宙的排斥力渐渐地减弱下来,当达到某种值时,也就是说宇宙里的膨胀状态停止,也引力才能完全体现出来。这是容易被我们所理解的课题。

    当这种等级式成团模型关于宇宙形成遇到困惑时,提出了一种“暗物质”的概念。

    由大爆炸论模型所描述的宇宙形成,用引力来描绘星系是怎样形成的?他不但面临着遥远空间存在着对抗引力作用的“真空”,而且在宇宙整个性的物质膨胀状态之下,引力是无法表现出来的,又何谈宇宙中的星系是靠引力而来凝聚形成的呢。

    可想而知,用大爆炸论来描述宇宙里的星系是怎样形成的,几乎面临着严重的考验!不过“暗物质”担当它的一种说服力。

    然而等级式成团模型,却很好地描绘了宇宙空洞是怎么产生的:星系最初在宇宙里形成,许多的星系互相接近,足以达到彼此发生吸引拉曳,组成了星系群,再由众多的星系群相互靠拢而形成了超星系团。这种宇宙星系形成过程,很像冬天的风将雪刮成雪堆一样,同时使有些的地方没了雪,那里的物质是被引力吸走了,在一个空间里诞生了空洞。

    这种宇宙形成模型里在星系形成之前,物质的演化过程是通过宇宙整个性的一次大爆炸而来描绘的话,尽管有“暗物质”为它解开这道枷锁,然而这还是值得我们谨之又谨、慎之又慎的考虑。

    虽然宇宙的形成可以选择“薄饼模型”,但是它所描述的宇宙还不能很好地解答人们在直接观测宇宙时所遇到的一些困惑,设想采用等级式成团模型来弥补它理论的不足,由于它理论模型下所描绘的宇宙形成本身就存在着令我们难以理解的质疑。

    科学家提出的第二种等级式成团模型,可能会被我们琢磨的宇宙所抛弃,但是我们又不能绕开“暗物质”是怎么一回事?

    所谓“暗物质”就是不为我们能直接观测到的某种现象。不少天文学家认为,宇宙中百分九十以上的物质是以一般光学望远镜观测不到的极暗弱形式隐藏着的。

    然而理论的分析和观察结果,在一些以我们现在所拥有的知识还难以解答的一些自然景象:为了能说明恒星的快速运动,在太阳的附近必须存在一定量而看不见的物质;在对较近漩涡星系的观测表明外围存有大量的暗晕。

    这些观测现象虽然激起了一些天文学家对宇宙中存在“暗物质”的信赖热度,还只是给宇宙里某种窥视景象而寻求的解释。如若“暗物质”是以占有物质中百分之九十以上的隐藏形式分布在宇宙空间上,如此大的比例值,以我们观察的经验是比较容易感触到的而跟是否能观测不到没有什么关系。

    关于“暗物质”的可否存在是很有挑战性的一个话题。我们在此推行的“质能分合论”宇宙模型,对于凭着观测经验感觉到了“暗物质”的存在而将做怎样的解答?

    在我们的“质能分合论”模型下,宇宙中只有两种元素——即质量和能量。也在此给质量和能量的定义,虽然从某种说法上是这么一回事,但跟我们现在所采用的术语上的理解还是存在使用意义上更深区别。对关于什么是质量和什么是能量的定义,我们首先要从理解什么是物质开始?

    当能量与质量发生交融时,两种原本不可见的宇宙元素相会在一起的时候并诞生的物质这一概念。当质量跟能量将更一步进行作用,由此开始了物质不同形态的演化过程。在这种过程之中,当质量有的部分还没有被能量完全渗透过,它就是宇宙最原始的东西——见不到、拥有宇宙最强的引力等多个特性。这也许就是人们在观测宇宙时和结合理论分析而触及到的一种视为“暗物质”的话题。

    这些在上一部分已经做很多而透彻的解答,以后还会围绕着“暗物质”这个已在科学界引起重大关注和争论的焦点而将作更多的探讨和研究。

    第一种“薄饼模型”还不能很全面地描述宇宙中关于星系结构的形成,用第二种等级式成团模型来弥补它理论所表达的不足,也未能达到我们所需要的效果,我们只能寄希望于第三种分形接近模型来弥补第一种模型所描绘宇宙形成的不足,看看那将会是一个怎样的结果?

    对于宇宙的形成采用第一种“薄饼模型”,其情形显示对于广阔无边无际的宇宙来说还只是一个区域性的物质演变反应,我们必须溯源到更遥远的过去,飘忽在空间中的“薄饼”可能来源于最初物质状态的缓慢分裂——不可能是激烈的物质演化,因为那样物质将不会是“薄饼”的模式,也会被碎裂成更细的物质粒子,即以气体形态的存在。

    由此我们并有了下面的一系列的描述:也许是一个整块的高度集中的而密度十分大的原初物质,某种力量将他分离,才有了宇宙中“薄饼”;

    那种既然能分裂开密度大而高度集中的整块宇宙的力量,也至于小块的“薄饼”,想分裂他就显得轻松得多了,相当于一个超星系团质量的“薄饼”所产生的分离速度明显的加快了;

    到了分割下来的只有等于一个星系群质量的断片,那种能对物质做分裂作用的力量又明显的加快了;

    再到了最后相当于一个星系质量的物质片段,当它被碎裂时所抛出去的物质相当于一次爆炸的物质演化。

    这就是第一种宇宙形成模型和第二章宇宙形成模型,相互组合而所描绘宇宙中的各不同阶段的物质演化情形。但是其中还是存在关于空洞是怎样一回事以及那种能碎裂高度集中又密度大的宇宙物质是一种什么力量还没有作出一个比较好的解释。