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日耳曼血统的英国科学家赫歇尔（Herschel）证实了银河系的碟状结构。 不仅如此，他还是一位古典音乐大师，写了很多古典音乐作品。但是他还有一门特殊的手艺：制造天文望远镜。可能在这方面他更有天赋，赫歇尔一生中制造的70多台天文望远镜，除了自己用的以外，全部都用于出售。 19世纪中叶，他制造了当时最大的天文望远镜，并且发现了天王星。 通过不断观察天体运动，赫歇尔最终确定我们的太阳系和无数的恒星（如太阳）聚集在一个扁平的结构中，这在中文中被称为银河，在英文中被称为“牛奶之路（Milk way）“。
后来，随着科学的发展，人类天文观测方法变得越来越先进。事实证明，在天文望远镜下，许多小的天体，实际上是像我们的银河系一样的巨大星系。 以前望远镜的分辨率不高，没有办法分辨出仙女座大星云内的无数恒星，所以很长时间以为是个星云，在一般科普作品里，仙女座大星云和仙女座星系是同一个。 但是天文学家随后又发现了一个问题，如果星系就是由望远镜里看到的这些恒星所组成的，那么星系的引力质量是没有办法维持星系结构的。 原因只有一个：恒星在星系中的运动速度太快了。
》太阳系带着地球绕行银河系的速度为220公里每秒，绕银河系一周需要2.5亿年。 银河系的逃逸速度是525公里每秒。在切线方向上，只要让太阳增加315公里每秒的速度，才能让太阳脱离银河系。 银河系总体可见恒星提供的引力质量，只能维持银河系137公里的逃逸速度。银河系如果只有可见物质组成，太阳老早飞离了银河系。 这意味着在银河系中有数量极其庞大的不可见物质提供引力，约束着整个星系结构。 而且根据天文学家们的观测，诸如仙女座大星云这样的星系中，恒心绕行的速度也是无法由可见恒星组成的引力质量维持的。如果把暗物质的质量算进去，仙女座大星云的逃逸速度为470公里每秒。
》我们都一般认为在本星系群中，仙女座大星云是最大的星系，实际上很可能我们所在的银河系才是本星系群中最大最重的星系。 本星系群是含有30个星系在内的星系集团，其跨度为1000万光年。本星系群的物理中心在银河系和仙女座星系之间。按照目前天文望远镜的观测，最大的星系是仙女座大星云，银河系为老二（以前一直这么说，但是这个现在很有疑问），三角星系是老三。 银河系和仙女座大星云的距离是230万光年，它们之间正以130公里每秒的速度相对运行，几十亿年后两个星系将对撞，并且合并成一个大椭圆星系。
由于银河系含有数量比仙女座大星云更多的暗物质，所以在合并的过程中可能会占主导地位。 》银河系与仙女座大星云之间的对撞，主要是由于引力的作用相互拉扯，极大的改变了原来星系的结构。 由于宇宙空间极其辽阔，在星系的空间中平均十立方光年才会有一颗恒星，恒星之间的直接碰撞会非常的稀少。 对于太阳系来说，银河系和仙女座大星云合并最大的危险就是另外一颗恒星闯入了太阳系的引力范围。这种彼此影响的结果会使太阳系的结构崩溃。
行星围绕着双星系统运行的轨道极其的复杂，这属于最不可预测的三体结构。地球有可能被甩出太阳系，在宇宙中流浪，有可能围绕着两颗恒星做一种八字形的运动。不管哪一种都是灾难。 在对撞的过程中，质量大的星系有可能比较容易保持完整的结构，受到的扰动会比较小。这让太阳系有一线希望，免于被解体的命运。这一切都要仰赖于这种看不见的暗物质。 在我们可观测的整个宇宙中，提供绝大部分引力质量的，都是这些看不见的暗物质。 》暗物质的数量极其庞大，与可见物质的质量比，达到了惊人的5:1。 暗物质实际上是充斥在整个银河系内，包括太阳系内都有数量庞大的暗物质，但是我们没有办法感觉到暗物质的存在，这就是因为暗物质只和引力起作用。 在太阳系里，暗物质的引力也没办法表现出来，因为它在太阳系中间的分布是均匀的，引力从各个方向抵消的结果就是地球只受到太阳的引力影响。 关于暗物质的具体组成，科学家对此有很多的猜测，其中最有希望入选暗物质的，是一种只在一维方向上做运动的亚原子粒子，被称为“轴子”。
轴子既安静寿命又长，而且只参与引力作用，所以不能用大型电子对撞机发现。 如果轴子被发现，不仅能解决暗物质之谜，也可以解决量子色动力学中的强作用力电荷守恒宇称对称问题。 |
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