命运图第五卷第二章
无处不在的陀螺。
无处不在的陀螺。看星系的运转。是陀螺。看头心的形状是陀螺,而且有左旋也有右旋。
看人心图。世界图欲念图。也是有核心向外延伸。如陀螺,看太阳系如陀螺。看银河系如陀螺。
陀螺无处不在。到处都是陀螺。
如星河运转。如人心围绕光明和黑暗不断运转。如星系围绕恒星和黑洞运转。
如思想的转动时时刻刻。如星系的运转时时刻刻。
一切都符合根本阴阳原理。也符合一切围绕阴阳运转的原理,也符合人心围绕快乐痛苦创造毁灭光明黑暗运转的原理。
星系是构成宇宙的基本单位。参考银河系,它是一个包含恒星、气体、宇宙尘埃和暗物质,并且受到重力束缚的大星系。
典型的星系,从只有数千万颗恒星的矮星系,到有上兆颗恒星的椭圆星系都有,它们都环绕着一个质量中心运转。除了单独的恒星和稀薄的星际物质之外,大部分的星系都有数量庞大的多星系统、星团以及各种不同的星云。
星系内部的恒星在运动,而星系本身也在自转,整个星系也在空间运动。传统上,天文学家认为星系的自转7,顺时针方向和逆时针方向的比率是相同的。但是根据一个星系分类的分布式参与项目星系动物园的观察结果,逆时针旋转的星系更多一些。
在宇宙中,由两颗或两颗以上星球所形成的绕转运动组合体叫做星系。星球的绕转形式有两种:一是众多质量小的星球绕质量大的中心星球转动,如太阳系众多行星和彗星等绕太阳转动;二是两颗或更多颗星球围绕共同质心相互转动。绝大多数星系属于前者。
几乎没有星系是单独存在的,许多星系和一定数量的星系之间有重力的束缚。包含有50个左右星系的集团叫做星系群,更大的包含数千个星系,横跨数百万秒差距空间的叫做星系集团。星系集团通常由一个巨大的椭圆星系统治着,他的潮汐力会摧毁邻近的卫星星系,并将质量加入星系中。超星系集团是巨大的集合体,拥有数万个星系,其中有星系群、星系集团和一些孤单的星系;在超星系集团尺度,星系会排列成薄片状和细丝,环绕着巨大的空洞。在上述的尺度中,宇宙呈现出各向同性和均质。[5]
银河系是本星系群中的一员。本星系群相对来说是一个直径大约1022百万秒差距的小星系群。[6]银河系和仙女座星系是这个群中最大的两个星系,许多其它的矮星系都是这两个的卫星星系。本星系群是以室女座星系团为中心的巨大星系群与星系集团集合体的一部分。[7][8]
星系,别称宇宙岛,源于希腊语的“γαλαξίας”(galaxias),指数量巨大的恒星系及星际尘埃组成的运行系统。星系是构成宇宙的基本单位。参考银河系,它是一个包含恒星、气体、宇宙尘埃和暗物质,并且受到重力束缚的大星系。
典型的星系,从只有数千万颗恒星的矮星系,到有上兆颗恒星的椭圆星系都有,它们都环绕着一个质量中心运转。除了单独的恒星和稀薄的星际物质之外,大部分的星系都有数量庞大的多星系统、星团以及各种不同的星云。
在可观测宇宙中,星系的总数可能达到一千亿个(1011)以上。[1]大部分星系直径介于1,000至10,0000秒差距,彼此之间距离则是百万秒差距的数量级。[2]星系际空间(存在于星系之间的空间)充满了极稀薄的等离子,平均密度小于每立方米一个原子。多数的星系会组织成更大的集团,成为星系群或团,而星系群又会聚集成更大的超星系团。这些更大的集团通常被称为大尺度纤维结构,分布于宇宙中巨大的空洞周围。
螺旋星系,棒旋星系,透镜状星系,椭圆星系,不规则星系
行星系,是指以恒星为中心的天体系统。包括行星、卫星、小行星、流星体、彗星和宇宙尘埃。例如:太阳和它的行星系统(包括地球在内)合称为太阳系。有一种广为流传的谬误是行星系指以行星为中心的天体系统。例如:地月系。但只是一种毫无根据的说法,并没有得到任何学术领域的支持。
恒星系统
恒星系统,为天文学术语。恒星系统或恒星系是指由少数几颗恒星受到引力的拘束而互相环绕的系统,为数众多的恒星受到引力的约束一般称为星团或星系,但是概括来说都可以称为恒星系统。恒星系统有时也会用在单独但有更小的行星系环绕的恒星。
聚星
聚星是三颗到六、七颗恒星在引力作用下聚集在一起组成的恒星系统。由三颗恒星组成的系统又可称为三合星,四颗恒星组成的系统称为四合星,如此类推。已经发现的聚星有,大熊星座中的开阳星,半人马座α星,HD 188753,北极星等。
星系大小差异很大。椭圆星系直径在3300光年到49万光年之间;漩涡星系直径在1.6万光年到16万光年之间;不规则星系直径大约在6500光年到2.9万光年之间。
位于后发座的NGC 4414是一个典型的漩涡星系。
星系的质量一般在太阳质量的100万到1兆倍之间。
星系内部的恒星在运动,而星系本身也在自转,整个星系也在空间运动。传统上,天文学家认为星系的自转,顺时针方向和逆时针方向的比率是相同的。但是根据一个星系分类的分布式参与项目星系动物园的观察结果,逆时针旋转的星系更多一些。
大多数星系具有红移现象,说明这些星系在空间视线方向上正在离地球越来越远。这也是大爆炸理论的一个有力证据。
星系红移图解。
星系在大尺度的分布上是接近均匀的;但是小尺度上来看则很不均匀。例如大麦哲伦星系和小麦哲伦星系组成双重星系,它们又和银河系组成三重星系。
历史上,星系是依据它们的形状分类的(通常指它们视觉上的形状)。最普通的是椭圆星系:它们有着椭圆形状的明亮外观;漩涡星系是圆盘的形状加上弯曲的旋涡臂;不规则星系,通常都是受到邻近的其它星系影响的结果。邻近星系间的交互作用,也许会导致星系的合并,或是造成恒星大量的产生,成为所谓的星爆星系[3]。缺乏有条理结构的小星系则会被称为不规则星系。[4]
虽然人类目前对暗物质的了解很少,但在大部分的星系中它都占有大约90%的质量。观测的数据显示超大质量黑洞存在于绝大多数星系的核心,它们被认为是活动星系核的主因。银河系——地球和太阳系所在的星系——在核心中至少也有一个这样的星体(人马座A*)。
在宇宙中,由两颗或两颗以上星球所形成的绕转运动组合体叫做星系。星球的绕转形式有两种:一是众多质量小的星球绕质量大的中心星球转动,如太阳系众多行星和彗星等绕太阳转动;二是两颗或更多颗星球围绕共同质心相互转动。绝大多数星系属于前者。
结构
几乎没有星系是单独存在的,许多星系和一定数量的星系之间有重力的束缚。包含有50个左右星系的集团叫做星系群,更大的包含数千个星系,横跨数百万秒差距空间的叫做星系集团。星系集团通常由一个巨大的椭圆星系统治着,他的潮汐力会摧毁邻近的卫星星系,并将质量加入星系中。超星系集团是巨大的集合体,拥有数万个星系,其中有星系群、星系集团和一些孤单的星系;在超星系集团尺度,星系会排列成薄片状和细丝,环绕着巨大的空洞。在上述的尺度中,宇宙呈现出各向同性和均质。[5]
银河系是本星系群中的一员。本星系群相对来说是一个直径大约1022百万秒差距的小星系群。[6]银河系和仙女座星系是这个群中最大的两个星系,许多其它的矮星系都是这两个的卫星星系。本星系群是以室女座星系团为中心的巨大星系群与星系集团集合体的一部分。[7][8]
拉尼亚凯亚超星系团是已知的最大的宇宙结构。
星系在宇宙中呈网状分布。从大尺度看,星系包围着一个个像气泡一样的空白区域,在整体上形成类似蜘蛛网或神经网络的结构,称之为宇宙大尺度分布。[9]
参见词条:星系团、超星系团、星系群
形成和演化
星系的形成有两种理论。一种理论认为,星系由一次宇宙大爆炸中形成,它发生在137亿年前。另一个理论则是:星系由宇宙中的微尘所形成。原本宇宙有大量的球状星团,后来这些星体相互碰撞而毁灭,剩下微尘。这些微尘经过组合,而形成星系。
车轮星系,它是两个星系正面相撞而形成的。
虽然在今天,关于星系形成的学问有不少人质疑。目前宇宙大爆炸是最流行的解释之一。
按照宇宙大爆炸理论,第一代星系大概形成于大爆炸发生后十亿年。在宇宙诞生的最初瞬间,有一次原始能量的爆发。随着宇宙的膨胀和冷却,引力开始发挥作用,然后,幼年宇宙进入一个称为“暴涨”的短暂阶段。原始能量分布中的微小涨落随着宇宙的暴涨也从微观尺度急剧放大,从而形成了一些“沟”,星系团就是沿着这些“沟”形成的。[10][11]
随着暴涨的转瞬即逝,宇宙又回复到如今日所见的那样通常的膨胀速率。在宇宙诞生后的第一秒钟,随着宇宙的持续膨胀冷却,在能量较为“稠密”的区域,大量质子、中子和电子从背景能量中凝聚出来。一百秒后,质子和中子开始结合成氦原子核。在不到两分钟的时间内,构成自然界的所有原子的成分就都产生出来了。大约再经过三十万年,宇宙就已冷却到氢原子核和氦原子核足以俘获电子而形成原子了。这些原子在引力作用下缓慢地聚集成巨大的纤维状的云。不久,星系就在其中形成了。大爆炸发生过后十亿年,氢云和氦云开始在引力作用下集结成团。随着云团的成长,初生的星系即原星系开始形成。那时的宇宙较小,各个原星系之间靠得比较近,因此相互作用很强。于是,在较稀薄较大的云中凝聚出一些较小的云,而其余部分则被邻近的云所吞并。同时,原星系由于氢和氦的不断落入而逐渐增大。[12]
原星系的质量变得越大,它们吸引的气体也就越多。一个个云团各自的运动加上它们之间的相互作用,最终使得原星系开始缓慢自转。这些云团在引力的作用下进一步坍缩,一些自转较快的云团形成了盘状;其余的大致成为椭球形。这些原始的星系在获得了足够的物质后,便在其中开始形成恒星。这时的宇宙面貌与今天便已经差不多了。星系成群地聚集在一起,就像地球上海洋中的群岛一样镶嵌在宇宙空间浩瀚的气体云中,这样的星系团和星系际气体伸展成纤维状的结构,长度可以达到数亿光年。如此大尺度的星系的群集在广阔的空间呈现为球形。[13]
2023年4月4日,一个国际天文学家团队在出版的《自然·天文学》杂志上刊发两篇论文指出,他们利用詹姆斯·韦布空间望远镜,发现了4个迄今已知最古老的星系,其中一个星系形成于宇宙大爆炸后3.2亿年,当时宇宙仍处于婴儿阶段。[48]
2024年10月,欧洲空间局欧几里得太空望远镜拍摄的一组拼接图像捕捉到1400多万个星系,首次展示了“宇宙地图集”。据美联社报道,这幅由260张图像拼接而成的马赛克图片,是欧几里得空间望远镜用时两周拍摄的,捕捉到1400多万个星系的璀璨身影。[49]
分辨星系
第一位尝试描述银河系的形状和太阳位置的天文学家是威廉·赫歇尔,他在1785年小心的计算天空中在不同区域的恒星数目,得到了太阳系在中心的椭圆星系的图像,这与1920年卡普坦得到的结果非常类似,只是比较小些(直径大约15,00秒差距)。[14][15]赫歇尔制作了当时最大的望远镜,发现了天王星。他同样关注恒星世界。在多年观测后,他根据天空中各个方向的恒星数量,于1785年画下了一幅银河系结构图。由于无法测定遥远恒星的距离,赫歇尔假设天空中所有恒星具有相同的发光本领,并根据实际观测到的恒星亮度来估计它们到地球的距离。他得到的银河系“画像”扁而平,具有不规则轮廓,太阳位于银河系中央。赫歇尔用统计法首次确认了银河系为扁平状圆盘的假说,从而初步确立了银河系的概念。
1906年,荷兰天文学家卡普坦提出“选区计划”,重新研究银河系的结构。他得到的银河系模型与赫歇尔类似:太阳居中,中心的恒星密集,边缘稀疏。
1918年,沙普利提出,银河系是一个透镜状的恒星系统,其中心位于人马座方向,而不是太阳系。后来的观测逐渐证明,沙普利的模型较为接近真实的银河系,因而被沿用至今。[16]
行星系
行星系,是指以恒星为中心的天体系统。包括行星、卫星、小行星、流星体、彗星和宇宙尘埃。例如:太阳和它的行星系统(包括地球在内)合称为太阳系。有一种广为流传的谬误是行星系指以行星为中心的天体系统。例如:地月系。但只是一种毫无根据的说法,并没有得到任何学术领域的支持。
恒星系统
恒星系统,为天文学术语。恒星系统或恒星系是指由少数几颗恒星受到引力的拘束而互相环绕的系统,为数众多的恒星受到引力的约束一般称为星团或星系,但是概括来说都可以称为恒星系统。恒星系统有时也会用在单独但有更小的行星系环绕的恒星。
聚星
聚星是三颗到六、七颗恒星在引力作用下聚集在一起组成的恒星系统。由三颗恒星组成的系统又可称为三合星,四颗恒星组成的系统称为四合星,如此类推。已经发现的聚星有,大熊星座中的开阳星,半人马座α星,HD 188753,北极星等。
星系大小差异很大。椭圆星系直径在3300光年到49万光年之间;漩涡星系直径在1.6万光年到16万光年之间;不规则星系直径大约在6500光年到2.9万光年之间。
位于后发座的NGC 4414是一个典型的漩涡星系。
星系的质量一般在太阳质量的100万到1兆倍之间。
星系内部的恒星在运动,而星系本身也在自转,整个星系也在空间运动。传统上,天文学家认为星系的自转,顺时针方向和逆时针方向的比率是相同的。但是根据一个星系分类的分布式参与项目星系动物园的观察结果,逆时针旋转的星系更多一些。
大多数星系具有红移现象,说明这些星系在空间视线方向上正在离地球越来越远。这也是大爆炸理论的一个有力证据。
星系红移图解。
星系在大尺度的分布上是接近均匀的;但是小尺度上来看则很不均匀。例如大麦哲伦星系和小麦哲伦星系组成双重星系,它们又和银河系组成三重星系。
历史上,星系是依据它们的形状分类的(通常指它们视觉上的形状)。最普通的是椭圆星系:它们有着椭圆形状的明亮外观;漩涡星系是圆盘的形状加上弯曲的旋涡臂;不规则星系,通常都是受到邻近的其它星系影响的结果。邻近星系间的交互作用,也许会导致星系的合并,或是造成恒星大量的产生,成为所谓的星爆星系[3]。缺乏有条理结构的小星系则会被称为不规则星系。[4]
虽然人类目前对暗物质的了解很少,但在大部分的星系中它都占有大约90%的质量。观测的数据显示超大质量黑洞存在于绝大多数星系的核心,它们被认为是活动星系核的主因。银河系——地球和太阳系所在的星系——在核心中至少也有一个这样的星体(人马座A*)。
在宇宙中,由两颗或两颗以上星球所形成的绕转运动组合体叫做星系。星球的绕转形式有两种:一是众多质量小的星球绕质量大的中心星球转动,如太阳系众多行星和彗星等绕太阳转动;二是两颗或更多颗星球围绕共同质心相互转动。绝大多数星系属于前者。
结构
几乎没有星系是单独存在的,许多星系和一定数量的星系之间有重力的束缚。包含有50个左右星系的集团叫做星系群,更大的包含数千个星系,横跨数百万秒差距空间的叫做星系集团。星系集团通常由一个巨大的椭圆星系统治着,他的潮汐力会摧毁邻近的卫星星系,并将质量加入星系中。超星系集团是巨大的集合体,拥有数万个星系,其中有星系群、星系集团和一些孤单的星系;在超星系集团尺度,星系会排列成薄片状和细丝,环绕着巨大的空洞。在上述的尺度中,宇宙呈现出各向同性和均质。[5]
银河系是本星系群中的一员。本星系群相对来说是一个直径大约1022百万秒差距的小星系群。[6]银河系和仙女座星系是这个群中最大的两个星系,许多其它的矮星系都是这两个的卫星星系。本星系群是以室女座星系团为中心的巨大星系群与星系集团集合体的一部分。[7][8]
拉尼亚凯亚超星系团是已知的最大的宇宙结构。
星系在宇宙中呈网状分布。从大尺度看,星系包围着一个个像气泡一样的空白区域,在整体上形成类似蜘蛛网或神经网络的结构,称之为宇宙大尺度分布。[9]
参见词条:星系团、超星系团、星系群
形成和演化
星系的形成有两种理论。一种理论认为,星系由一次宇宙大爆炸中形成,它发生在137亿年前。另一个理论则是:星系由宇宙中的微尘所形成。原本宇宙有大量的球状星团,后来这些星体相互碰撞而毁灭,剩下微尘。这些微尘经过组合,而形成星系。
车轮星系,它是两个星系正面相撞而形成的。
虽然在今天,关于星系形成的学问有不少人质疑。目前宇宙大爆炸是最流行的解释之一。
按照宇宙大爆炸理论,第一代星系大概形成于大爆炸发生后十亿年。在宇宙诞生的最初瞬间,有一次原始能量的爆发。随着宇宙的膨胀和冷却,引力开始发挥作用,然后,幼年宇宙进入一个称为“暴涨”的短暂阶段。原始能量分布中的微小涨落随着宇宙的暴涨也从微观尺度急剧放大,从而形成了一些“沟”,星系团就是沿着这些“沟”形成的。[10][11]
宇宙微波背景辐射,通常被认为是宇宙大爆炸的余辉。
随着暴涨的转瞬即逝,宇宙又回复到如今日所见的那样通常的膨胀速率。在宇宙诞生后的第一秒钟,随着宇宙的持续膨胀冷却,在能量较为“稠密”的区域,大量质子、中子和电子从背景能量中凝聚出来。一百秒后,质子和中子开始结合成氦原子核。在不到两分钟的时间内,构成自然界的所有原子的成分就都产生出来了。大约再经过三十万年,宇宙就已冷却到氢原子核和氦原子核足以俘获电子而形成原子了。这些原子在引力作用下缓慢地聚集成巨大的纤维状的云。不久,星系就在其中形成了。大爆炸发生过后十亿年,氢云和氦云开始在引力作用下集结成团。随着云团的成长,初生的星系即原星系开始形成。那时的宇宙较小,各个原星系之间靠得比较近,因此相互作用很强。于是,在较稀薄较大的云中凝聚出一些较小的云,而其余部分则被邻近的云所吞并。同时,原星系由于氢和氦的不断落入而逐渐增大。[12]
宇宙大爆炸图示。
原星系的质量变得越大,它们吸引的气体也就越多。一个个云团各自的运动加上它们之间的相互作用,最终使得原星系开始缓慢自转。这些云团在引力的作用下进一步坍缩,一些自转较快的云团形成了盘状;其余的大致成为椭球形。这些原始的星系在获得了足够的物质后,便在其中开始形成恒星。这时的宇宙面貌与今天便已经差不多了。星系成群地聚集在一起,就像地球上海洋中的群岛一样镶嵌在宇宙空间浩瀚的气体云中,这样的星系团和星系际气体伸展成纤维状的结构,长度可以达到数亿光年。如此大尺度的星系的群集在广阔的空间呈现为球形。[13]
参见词条:宇宙大爆炸
研究简史
星系的发现
在1610年,伽利略使用他的望远镜研究天空中明亮的带状物,也就是当时所知的银河,并且发现它是数量庞大但光度暗淡的恒星聚集而成的。1755年,伊曼纽尔·康德借助更早期由托马斯·怀特工作完成的素描图,推测星系可能是由数量庞大的恒星转动体,经由重力的牵引聚集在一起,就如同太阳系,只是规模更为庞大。
世界上第一台望远镜,由伽利略于1609年制成。
2023年4月4日,一个国际天文学家团队在出版的《自然·天文学》杂志上刊发两篇论文指出,他们利用詹姆斯·韦布空间望远镜,发现了4个迄今已知最古老的星系,其中一个星系形成于宇宙大爆炸后3.2亿年,当时宇宙仍处于婴儿阶段。[48]
2024年10月,欧洲空间局欧几里得太空望远镜拍摄的一组拼接图像捕捉到1400多万个星系,首次展示了“宇宙地图集”。据美联社报道,这幅由260张图像拼接而成的马赛克图片,是欧几里得空间望远镜用时两周拍摄的,捕捉到1400多万个星系的璀璨身影。[49]
分辨星系
第一位尝试描述银河系的形状和太阳位置的天文学家是威廉·赫歇尔,他在1785年小心的计算天空中在不同区域的恒星数目,得到了太阳系在中心的椭圆星系的图像,这与1920年卡普坦得到的结果非常类似,只是比较小些(直径大约15,00秒差距)。[14][15]赫歇尔制作了当时最大的望远镜,发现了天王星。他同样关注恒星世界。在多年观测后,他根据天空中各个方向的恒星数量,于1785年画下了一幅银河系结构图。由于无法测定遥远恒星的距离,赫歇尔假设天空中所有恒星具有相同的发光本领,并根据实际观测到的恒星亮度来估计它们到地球的距离。他得到的银河系“画像”扁而平,具有不规则轮廓,太阳位于银河系中央。赫歇尔用统计法首次确认了银河系为扁平状圆盘的假说,从而初步确立了银河系的概念。
1845年的漩涡星系素描图。
1906年,荷兰天文学家卡普坦提出“选区计划”,重新研究银河系的结构。他得到的银河系模型与赫歇尔类似:太阳居中,中心的恒星密集,边缘稀疏。
1918年,沙普利提出,银河系是一个透镜状的恒星系统,其中心位于人马座方向,而不是太阳系。后来的观测逐渐证明,沙普利的模型较为接近真实的银河系,因而被沿用至今。[16]
分类星系
在1936年,天文学家哈勃制定了现称哈勃序列,且至今仍被使用的星系分类法。[17]
哈勃正在观测。
在1944年,亨德力克·赫尔斯特预言氢原子会辐射出21公分波长的微波,结果在1951年发现来自星际氢原子的辐射线。[18]这条辐射线允许对星系做更深入的研究,因为它不会被星际尘埃吸收,并且来自它的都卜勒位移能够映像出星系内气体的运动。由此科学家可以分辨出在星系中心的棒状结构,配合无线电望远镜,在其它星系内的氢原子也能被追踪到。在1970年,维拉·鲁宾的研究发现星系可见的总质量(恒星和气体)不能适当的说明星系中气体的转动速度。如今未能观察到的大量暗物质已经用于解释星系自转问题
从1990年代开始,哈勃太空望远镜提高了观测的效益,尤其是它确认了神秘的暗物质不可能是在星系中的暗弱小天体。哈勃深场,是对天空的一个区域进行极长时间的曝光。[21]它提供了宇宙中可能有多达1,750亿个星系的可能证据。在不可见光的光谱侦测技术上的改进(无线电望远镜、红外线摄影机、X射线望远镜),让人类可以见到连哈勃太空望远镜也看不见的其它星系。特别是对天空中隐匿带(天空中被银河系遮蔽的部分)的星系巡天,揭露了相当数量的新星系。[22][1]
右边这张“哈勃”超深场照片,显示的是天炉座的一小部分天区,拍摄于2003年9月24日至2004年1月16日,累计曝光时间11.3天,是迄今人类获得的最深远的宇宙影像。照片中显示的是130多亿年前的宇宙,其中有近10000个星系,年龄在4~8亿年间。[23]
星系无处不在,整个宇宙就是一个巨大的星系。而人心就如宇宙星系一样的运转。围绕阴阳。围绕创造毁灭。围绕愿力。围绕引力。心如宇宙。如阴阳。如星系。如万有引力。一切如心。心如一切。
整个世界最基本运行原理就是阴阳转动,而人心法则最根本就是创造和毁灭,整个宇宙是星系,人心也如星系一样无数的思维围绕创造快乐和摆脱痛苦而运转,就如同整个宇宙的星系运转一样,而整个宇宙星系综合作用力相互影响,就如同人心各种思维相互影响。
宇宙如心,心如宇宙