星系爆炸...

HaoTia(n) 2010-11-05

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星系爆炸

摘要

原子弹，氢弹爆炸时会产生巨大的能量，这是人们所共知的。而太阳每秒钟辐射的能量据计算约为3.826×10^33尔格，这相当于“滴答”一声，在太阳上就爆炸了九百十亿颗氢弹。太阳以生存了几十亿年，这样的爆炸也持续了几十亿年。可是在银河系中，太阳的这点能量也是微乎其微的。有一种超新星在一个瞬间所释放出来的能量，相当于10^18颗氢弹爆炸，是太阳能量的几千万倍，这更令人惊奇了。在宇宙中，有着千千万万个象银河系这样的星系，星系爆炸是宇宙中规模最大的爆炸。

星系爆炸报告

星系爆炸

美国报纸报道，科学家曾从人造卫星自动记录下来的材料中，发现了宇宙空间中一个星系的一次大爆炸，爆炸只持续了十分之一秒，但释放出来的能量相当于太阳三千年释放的能量，这是有记录以来最强大的一次大爆炸。当科学家看到记录这次大爆炸的材料时，都惊讶得瞠目结舌，他们认为这次爆炸释放能量的比率比太阳的能量释放率大一千亿倍，如果同样的爆炸发生在银河系附近，那将使地球周围的大气层变得灼热，如果太阳也喷出与这次爆炸同样数量的能量，地球就要立刻气化。由此产生的问题：如星系内部结构是什么样的，巨大的能量究竟从何而来……都吸引着人们去探索。

星系爆炸爆炸原因——银河星系

星系爆炸

意大利罗马天文台的天文学家桑德拉-萨瓦格里奥，首次观测到了在早期宇宙中，环绕在一个银河星系周围的汤团状物质。该汤团状物质的存在时间是宇宙大爆炸发生后的30亿年，即距今120亿年前。萨瓦格里奥等人的观测结果，提供了认识这些物质是如何聚集成星系团块的线索，对于弄清为什么宇宙看起来是这个样子，也是至关重要。

这个

有120亿年龄的银河星系被命名为ms 1512-cb58，它并非已知的最早期的银河星系，但由于宇宙星系是同时存在的，所以它正处于其最辉煌灿烂的佳期。ms 1512-cb58星系的亮度极弱，因而不能被现有的望远镜所看到。但它可使另一个比之更近于地球的、即位于它和地球之间的银河星系，产生出光线弯曲的团块。就是这一光线弯曲的团块，扩大了ms 1512-cb58的存在，从而使得它被萨瓦格里奥

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小组所观察到。这种产生光线弯曲团块的现象被称为重力透镜现象。萨瓦格里奥解释说，如果没有这种重力透镜现象，那么就只能正常地看到一个光亮度非常微弱的银河星系。

萨瓦格里奥小组是通过设在智利北部阿塔卡马沙漠的南欧天文台的巨大望远镜(vla)进行观测的。他们发现尘埃和气体组成的干涉星云，使源自ms 1512-cb58的紫外线发生散射，如其星云对所有从远处物体发射来的光线所产生的效果一样。萨瓦格里奥小组的观测结果表明，在紧接ms 1512-cb58的宇宙环境中存在着许多物质，该类物质可能是其它银河星系的大爆炸。萨瓦格里奥认为，在ms 1512-cb58附近还可能有更多的星云和气体，而且它有可能是一个更加广泛的、包括许多银河星系的星系团集，可以称之为超级星系团集。哪里有气体，哪里就有可能存在星体和正在形成之中的银河星系。

这些结果对于天文学家来说是至关重要的信息。已知宇宙在大爆炸之后，物质便冷却，从而缓慢地团集到一起，形成星体和银河星系。然而，究竟有多少这种原始的星云物质，并且它们又是如何迅速地聚集到一起的，还仍旧是一个有待深入研究的谜。萨瓦格里奥等人的结果提示，上述过程进行得相当迅速。假如在120亿年前，就已经存在星云的团集，那么就意味着宇宙是处在了一个演进得很快的状态。

星系爆炸失落的环节

英国和澳大利亚的天文学家们宣布，他们已经找到了失落的环节，可以将包括银河系在内的现代星系和140亿年前创造出宇宙的大爆炸直接联系起来。这项发现是一个天文学家小组10年努力的结果，他们利用3.8米的英澳望远镜（aat），绘制了22万个星系的空间分布图，这项合作计划被称为2dfgrs(2度视场星系红移巡天）。巡天中发现了星系的空间分布存在着精细的结构，正是这些结构揭示出失落环节的信息。分析这些结构还能使科学家小组以空前的精确程度来称量宇宙。

2dfgrs非常详细地测量了星系的空间分布，

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这被称为宇宙大尺度结构。这些结构的尺寸为1亿到10亿光年。这些大尺度结构的性质是由宇宙极早期的物理过程确定的。

达拉谟大学的肖恩·科尔博士（shaun cole）领导了这项研究，他解释说：“在创生的时刻，宇宙中包含着细微的不均匀性，被认为是‘量子’或者亚原子过程产生的。这些不均匀性被引力不断地放大，最终形成了今天我们所看到的星系。”

1960年代的理论学家提出，星系的原始种子应该可以在宇宙微波背景（cmb）中被看到，就像是其中起伏的波纹。微波背景辐射是宇宙在大约350,000年时，大爆炸的残余热量发出的辐射。这些波纹后来在1992年被nasa的cobe卫星看到，不过它们与星系形成之间的可靠联系至今也没有得到证明。2dfgrs发现这些波纹中的一些模式已经遗传给了现代的宇宙，可以在今天的众多星系间检测出来。

cmb的图案中包含着一些超过1度大小的明显斑点，这是由声波在大爆炸的极高温等离子体中传播而产生的。这些特征被称为“声学峰（acoustic peaks）”或者“重子搅动（baryon wiggles）”。理论学家们推测，声波可能在奇异的“暗物质”中也留下了烙印。这些暗物质才是宇宙的主要成份，推动着星系的形成。物理学家和天文学家正在着手研究，试图在周围的星系空间分布图中找出这些烙印。

2dfgrs小组利用英澳望远镜对星系进行测量，利用尖端的数学和计算技术分析它们的性质，在几年的辛勤工作之后，终于找到了大爆炸的声波所留下的烙印。它在天文学家们用来定量分析星系分布图的统计工具——“功率谱”中显示出精致的特点。这些特征与微波背景中看到的结构相符——这意味着已经了解了形成星系的气体的演化历史。

这些重子特征包含了宇宙组成成份的信息，特别是宇宙中普通物质（即重子）的总量，正是这些物质聚集构成了恒星、行星和自己。

达拉谟大学计算宇宙学院主任，卡洛斯·弗伦克教授（carlos frenk）说：“这些重子特征是我们宇宙的遗传指纹。它们建立了与大爆炸的直接联系。找到它们是我们理解宇宙形成过程的一个里程碑。”

爱丁堡大学的约翰·皮科克教授（john peacock）领导了2dfgrs项目中的英澳科学家小组，他说：“我想任何人都不会料到简单的宇宙学理论竟会取得如此的成功。我们非常幸运，可以亲眼目睹宇宙的图景被建立起来。”

2dfgrs的结果已经表明，重子物质在宇宙中只占一小部分，约占物质总量的18%，其余82%是暗物质。2dfgrs小组对宇宙中物质总量的测量，第一次突破了前人10%的精确度壁垒。

似乎这一结果还不够奇怪，

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2dfgrs还发现宇宙中的所有物质（包括重子物质和暗物质）居然被另一种更奇异的成份超过，这种成份被称为“真空能量”或者“暗能量”，与物质的比例为4:1。它们具有反引力的性质，使宇宙的膨胀正在加速。这一结论是将2dfgrs的结果与微波背景辐射的数据结合之后得出的，后者是重子特征被创造出来时遗留下来的。暗能量的起源和本质仍然是现代科学中最大的谜团。

2003年，nasa的wmap卫星数据大大增加了对微波背景的认识。wmap小组将资料与2dfgrs部分数据的早期分析结果进行了合并，得出这样的结论——的确生活在一个暗能量主导的宇宙中。这被《科学（science）》杂志评为2003年的“年度科学突破”。差不多整整一年之后，2dfgrs小组发现了宇宙丢失的环节，为这十年的辛勤工作画上了完美的句号。

有趣的是，有关暗能量本质的线索也许就隐藏在大爆炸至今演化一半时，宇宙的重子结构之中。英国的天文学家及其世界各地的合作者们正以此为目标，计划对极远的星系进行更大的星系巡天。

英国主导的斯隆数字巡天（sdss）为大尺度结构中重子结构的存在提供了独立的检验。它们使用了一种与功率谱不同的技术，对更大空间范围内的一类罕见星系进行了研究。不过，结论是一致的，这非常令人满意。

普林斯顿大学的迈克尔·施特劳斯教授（michael strauss），sdss合作项目的发言人说：“这真是奇妙的科学。两个小组现在已经独立地发现了宇宙微波背景中的原初扰动在引力不稳定性下形成结构的直接证据。”

星系爆炸爆炸气体污染宇宙

编号为m82星系曾经危险地接近自己的“邻居”，它们的“热烈拥抱”引发了一系列爆发和形成新星的活跃过程，同时炽热气体“火舌”曾喷发到数万光年远的周围星际空间。

现在，英国和美国一组天文学家在仔细研究这些看上去像是从消防喷枪中喷出强大泡沫流的气团。

星系爆炸

m82星系属于所谓的“爆发星系”，它位于距银何系1000万光年的地方。伦敦大学物理和天文学学院林达斯米特博士解释说，m82星系展示了在密实星团恒星中激烈恒星形成的过程，炽热气体大范围“火舌”在该星系平面上下延伸数万光年。这样的“宇宙飓风”能以百万英里/小时（约160万千米/小时）以上的速度喷发到星际空间。

斯米特博士与她的研究生马克韦斯特莫凯特以及美国威斯康星州立大学杰伊加拉格尔博士将架设在亚利桑那州基特峰上wiyn地面望远镜与“哈勃”太空望远镜拍摄的照片组合在一起，获得了一幅非凡的图像。加拉格尔博士指出，这种方法可以将能区分非常弱气体发散光的wiyn 地面望远镜与“哈勃”太空望远镜的独特分辨率结合在一起，从而获得刮自m82星系“宇宙飓风”的完整图像。

最后，斯米特博士及其同事跟踪观察到在星系中心“宇宙飓风”诞生的位置，在m82星系中形成的许多恒星以大规模超新星爆发的形式快速结束了自己短暂的生命，这表明“宇宙飓风”中含有大量重化学元素，这些重化学元素在早期宇宙中是几乎没有的。天文学家认为，从这些重化学元素中诞生出行星，最终导致生命的诞生。

斯米特博士指出，目的在于研究气体“火舌”结构在该星系继续演化中起怎样的关键作用，新的化学元素是如何“污染”临近的星际空间。

星系爆炸两颗恒星16天内先后爆炸

借助美国宇航局(nasa)的“雨燕”天文观测卫星，美国科学家最近在同一个星系内成功地观测到两颗超新星先后发生爆炸。这两颗超新星爆炸的时间仅仅相隔16天，观测到这一奇异的天文现象在人类天文观测史上尚属首次。

这个被称为“mcg 05-43-16”星系位于武仙座，

同一星系内先后爆炸的两颗超新星

距地球约3.8亿光年，此次爆炸就发生在这一暗淡的星系中，然而以前从来没有资料显示该星系中存在任何超新星。超新星是一种剧烈的能量爆炸，它标志着大质量恒星的死亡。这两颗超新星分别是被称为“ii型超新星”的supernova 2007ck和被称为“1a型超新星”supernova 2007co，前者是于5月19日观测到的，后者是于6月4日观测到的。然而这两类超新星的爆炸机制却截然不同：“ii型超新星”是大质量恒星在耗尽核能量时受重力塌缩所引发的爆炸，这种爆炸产生的冲击波可以摧毁整个恒星；“1a型超新星”是白矮星吸积了大量邻近同伴星表面的物质时引发的爆炸，这种爆炸可以产生类似巨大热核爆炸的能量。

美国宇航局戈达德空间中心的史蒂芬-艾米勒称：“由于绝大多数星系在每25至100年间才产生一颗超新星，因此在短短16天间就观测到同一星系中的两颗超新星现象的确值得我们注意。”在2006年，艾米勒曾使用美国宇航局的“雨燕”卫星描绘出ngc 1316椭圆星系中两颗相隔6个月爆炸的1a型超新星的图象。科学家们认为，此次在“mcg 05-43-16”星系中同时发生的爆炸可能是目前所处的特殊位置所观测到的一次巧合，因为在遥远的星系中，两颗超新星相隔有数万光年之遥，且光是以有限速度穿越时空的。如果在同一星系中的异地天文学家们，或者处于不同星系的天文学家们来看，关于这两次爆炸的间隔时间记录就有可能变为数千年了。

星系爆炸 11大星际间发生的宇宙爆炸

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船底座伊塔星(eta carinae)估计比太阳重100倍，它可能也是最短命的恒星之一。哈勃望远镜拍摄到的这一船底座伊塔星的照片显示出由大约160年前的巨大爆发所产生的一对巨大的翻腾的气体与尘埃云。虽然此船底座伊塔星释放出和超新星爆发一样多的可见光，但它在这场爆发中幸免下来了。

sn 1987a超新星是在距离地球16万光年的银河系邻近的大麦哲伦星云中由一颗恒星引爆所产生的残体，其首次观测时间不超过20年。此后该超新星形成明亮的星体，就像项链上的珍珠。此图像显示远离此爆炸的强大的冲击波效应。

从太空中看到的这一惊人的行星状星云ngc 2440图像中，此星云具有迷人的蝴蝶结领结形状。当一颗像太阳似的垂死恒星进入其白矮星的发展过程中是地，它会喷射出物质，而此星云正是由这些物质构成的。

这是麒麟星座中一颗古老恒星爆炸后的残余体。

此图像显示一片蟹状星云。这一质量等同太阳的中子星填满了快速旋转的直径为19.2公里的中子球。此中子星就是此图像中心的明亮白点。

在2004年12月，一颗中子星突然爆发得如此明亮以至于让太空中所有的x射线卫星都临时变瞎了，它点亮了整个夜空。像这样的天体叫做“磁体星”，它们产生的磁场比地球磁场强数万亿倍。

此多彩的奇妙爆炸是一颗古老恒星死亡时发生的。此恒星死亡后变成了中心的一个炽热的微小白矮星和几层爆炸的气体。

钱德拉x射线天文观测站拍摄到由一颗巨大恒星毁灭所产生的此发光的贝壳。此超新星残余就是“n63a”，位于银河系邻近的大麦哲伦星云中。

来自美国宇航局的斯皮策太空望远镜的这一张图片显示名为“仙后座a”恒星爆炸后所分散出来的残余物。

来自宇宙超新星n49爆炸分散出来的残余物以这种灿烂的合成图像点亮夜空，这是由哈勃太空望远镜拍摄的。这是由一颗磁体星――高磁化的旋转中子星以每秒1200多公里的速度急速飞越此超新星残云导致的。

星系爆炸

图片显示一颗爆炸中的恒星的远视图。在第三张图片中，我们看到2处来自碰撞点的强大喷射。这些喷射正是伽玛射线喷发的地方。

星系爆炸否认宇宙大爆炸

电磁宇宙理论，认为宇宙将永远存在，星系诞生于黑洞放电，称大爆炸理论将被遗忘。当今全球大多数科学家都认为宇宙是大爆炸的产物。然而，俄罗斯动力工程研究所所长、技术科学博士维塔利-瓦西里耶维奇-布舒耶夫教授和莫斯科动力工程研究所所长、技术科学博士、前苏联国家科学技术奖获得者伊戈尔彼得罗维奇科普洛夫教授则认为，宇宙从未发生过“大爆炸”。

宇宙大爆炸理论示意图

大爆炸论引向神创宇宙

根据大爆炸理论，星系连同其它所有的恒星和行星都产生于一个所谓有的奇异点。这个奇异点中聚积了宇宙所有最原始的物质。然而，“大爆炸”理论还存在着一个巨大的缺陷，就是它无法回答大爆炸之前这一奇异点来源于何方？有人甚至认为，大爆炸理论的发展将把人们对宇宙诞生和灭亡的认识引向神创说。教皇约安-帕维尔二世曾在其书信中称当代的宇宙论与《圣经》中的论述不谋而合。

电磁宇宙说能解疑问

两位俄罗斯科学家称，电磁宇宙的设想可以回答诸多宇宙诞生的疑问。电磁宇宙理论的基本观点体现在三个方面：第一，宇宙将永远存在；第二，宇宙中的所有物质在各种频率范围内都发生着能量交换（从超低频至超高频）；第三，宇宙间的一切活动都是循环发生的（行星产生于黑洞，最后又坍缩成为黑洞），并遵循着守恒定律（能量、电荷、物质）。

星系诞生于黑洞放电

电磁宇宙理论的基本观点认为，宇宙是一个超环面系统，其中的众多星系都由宇宙磁场连接在一起，螺旋形的超环面宇宙磁场控制着所有的星系流。各个星系群由黑洞带隔开，而黑洞带就是孕育和产生星系之处。

根据电磁宇宙理论，

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黑洞造就了两种星系类型，一种是由负电子和质子构成的物质世界，另一种则是由正电子和反质子构成的所谓反物质世界。正是这两个世界之间存在的巨大的物质和电荷差异形成了给予宇宙生命与发展的能量。

星系就是在宇宙磁场存在的条件下诞生的，恒星系统和星系物质的运动则形成了宇宙的强大的电流。正如地球大气中雷雨天的放电现象，黑洞中也有放电现象，并且这些持续数十亿年的放电现象成就了众多星系的诞生和灭亡。

大爆炸说将被淡忘

电磁宇宙理论认为，宇宙中的大爆炸其实就是星系的诞生过程。由于宇宙间存在着无数的星系，所以可以推测，宇宙间的大爆炸每时每刻都在发生，也就是说，宇宙间的星系诞生和灭亡每秒都在发生着。两位俄罗斯科学家认为，电磁宇宙理论的问世将使大爆炸理论随着时间的推移而被人们淡忘。因为物质和能量永远处于相互转换中，时间只不过是记录从一个事件到另一个事件的工具，事实上时间也是永恒的，生命的循环既没有始，也没有终。