宇宙是如何運作的?有規律可循嗎?

06-07

宇宙中有千百億個星球，人類已知的星系就有800億個，甚至不止。宇宙還在不斷膨脹，不斷擴大。而因為哈勃空間望遠鏡並沒有看到宇宙的邊緣，所以廣闊無垠的宇宙中的星系多到數不勝數。在20世紀初，傳統科學認為宇宙(指整個星系)是完全靜止的，永恆不變的。

然而在1929年一切都改變了。在洛杉磯的威爾遜天文台，美國天文學家埃德溫·哈勃(E.P.Hubble，1889—1953)發現星系並非靜止不動。它們不但在移動，還在以難以置信的速度飛離地球。這是第一個關於宇宙大爆炸的實證。

星雲是恆星的搖籃。宇宙初期有數百億個塵埃星雲，如馬頭星雲、鷹狀星雲、草帽星雲等。2004年天文學家曾發射「斯皮策」紅外太空望遠鏡，觀測新恆星的誕生過程。宇宙早期太空中瀰漫著無數的氫氣團，物質密度大的地方其溫度就高，密度小的地方溫度就低。冷熱氫氣團久而久之就形成旋渦，而且是越轉越快。

在引力的作用下，氫氣團的密度越來越高，吸入氣團內的物質越來越多，大約經過50萬年的漫長過程，氣團中心的溫度達到了1500萬℃，氫氣原子之間發生聚合變成氦，釋放巨大的能量而且發光，就這樣氫原子在引力作用下升溫、高壓和極大密度下，發生核聚變反應，釋放巨大無比的聚變能，從而誕生了宇宙的第一顆恆星，質量越大的恆星聚變速度越大越快。宇宙從恆星誕生的那天起開始從黑暗走向光明，而且越來越璀璨奪目。宇宙中有數十億、百億、千億、千萬億顆恆星，直至形成現在的宇宙。

通過觀察星系的運動，哈勃令人信服地證明了宇宙是不斷地膨脹的。從理論上講，一個不斷膨脹的宇宙肯定是由一個單一的點開始的。通過測量宇宙的膨脹速度，天文學家們逆算出宇宙是何時產生的——137億年前!

在研究宇宙運行中，科學家們發現宇宙中存在一個超大質量，任何星球遇上都會被吸進去的特殊天體——黑洞。而在黑動附近的星球都會圍繞著黑洞運行。那麼黑洞是什麼，黑洞又是怎麼形成的呢?

黑洞是由質量足夠大的恆星在核聚變反應的燃料耗盡而死亡後，發生引力坍縮產生的。黑洞的質量極其巨大，而體積卻十分微小，它產生的引力場極為強勁，以至於任何物質和輻射在進入到黑洞的一個事件臨界)內，便再無法逃脫，甚至目前已知的傳播速度最快的光也逃逸不出。

黑洞具有強大的吸力，任何時空，宇宙事物只要進入黑洞就會被一股強大的引力力吸入黑洞中。黑洞在宇宙中不止一個，由於黑洞是由一些恆星「滅亡」後所形成的死星，它的質量極大，密度極大。人們無法直接觀察到它，因為黑洞里是彎曲的時空，任何經過黑洞附近的光都會偏離，使得任何儀器和光都無法靠近它。

天文學家安德里亞蓋茨教授(AndreaChez)啟動夏威夷莫納克亞山的凱克望遠鏡追蹤到銀河系中心的恆星拍攝了數千張照片。這些照片揭示了一個驚人的事實：銀河系中心的恆星以數百萬公里的時速高速移動。看起來就像繞著隱形太陽(一個神秘的區域)高速旋轉的微小行星，但它們並非行星而是恆星。一定有非同尋常的引力牽引著這些巨星沿著如此靠近中心的軌道高速轉動。

宇宙中只有一種物體具有如此巨大的牽引力，那就是超大質量的黑洞!——銀河系中心存在一個質量為太陽400萬倍的超大黑洞(它離地球27000光年)!這是一個重大發現：銀河系中的萬物包括我們的太陽都在圍繞一個超大質量的黑洞運行!

宇宙中存在無數的黑洞，而每個星系中間都有黑洞，並且附近的星體都圍繞著黑洞運行。黑洞的大小不一。星系越大，星系中心的黑洞越大。仙女座星系黑洞比太陽大1.4億倍。M87黑洞是太陽的200億倍。早期宇宙，第一批出現的恆星質量都比太陽質量大的多，都是超級恆星，當這些超大恆星消亡時往往引發超新星爆炸，出現一系列大小不一的黑洞。

這些黑洞互相碰撞形成更大的黑洞，當塵埃、恆星、星團、星系都被黑洞吸收時，黑洞軸心兩面將噴射高能粒子流，其寬度比太陽直徑大20倍。高能粒子流，天文學稱類星體，類星體是宇宙中的重要天體，有證據說明類星體是產生星系的溫床。