人類(lèi)是地球上最有智慧的生命,從人類(lèi)誕生以后就開(kāi)始不斷的研究和探索世界的奧秘,現(xiàn)在人類(lèi)已經(jīng)能夠走出地球探索宇宙,這說(shuō)明人類(lèi)科技發(fā)展的速度很快,當(dāng)人類(lèi)走出地球之后,人類(lèi)才發(fā)現(xiàn)宇宙的浩瀚,在宇宙中除了地球之外,還有很多不一樣的天體,比如說(shuō)恒星、彗星、小行星,中子星、白矮星、黑洞等等,我們的地球只是其中的一顆行星,不過(guò)地球這顆行星最大的優(yōu)勢(shì)就是誕生了生命,生命的出現(xiàn)給地球增添了很多色彩,尤其是人類(lèi)出現(xiàn)以后,解開(kāi)了地球上很多的奧秘,現(xiàn)在科學(xué)家已經(jīng)對(duì)宇宙有了大概的了解,而且現(xiàn)在我們知道,地球?qū)儆谔?yáng)系中,太陽(yáng)系屬于銀河系當(dāng)中,銀河系的發(fā)現(xiàn)是一個(gè)非常漫長(zhǎng)的過(guò)程,經(jīng)歷了很多科學(xué)家不斷探索和研究。

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在古代不同文化對(duì)銀河有著各種想象和稱(chēng)呼,我國(guó)古人將其稱(chēng)為是天河,在古希臘,它被稱(chēng)為是milky way,后來(lái)哥白尼的宇宙體系中,最外層是恒星天,這在一定程度上影響了人類(lèi)對(duì)星空的理解,不過(guò)這個(gè)時(shí)候,人類(lèi)還沒(méi)有對(duì)銀河系正確的認(rèn)識(shí),在1610年的時(shí)候,伽利略首次利用望遠(yuǎn)鏡觀(guān)測(cè)銀河,發(fā)現(xiàn)銀河是由大量恒星組成的,這是人類(lèi)開(kāi)始研究銀河系的最初一步,打破了人類(lèi)對(duì)銀河的傳統(tǒng)認(rèn)知,為后續(xù)的研究奠定了基礎(chǔ),18 世紀(jì)末,英國(guó)天文學(xué)家威廉·赫歇爾自制望遠(yuǎn)鏡觀(guān)星。他把天空劃分成面積相等的區(qū)域,逐個(gè)觀(guān)測(cè)并計(jì)數(shù)每個(gè)區(qū)域里的恒星數(shù)目。經(jīng)過(guò)多年觀(guān)測(cè),他發(fā)現(xiàn)越靠近銀河平面(即現(xiàn)代所謂銀道面),天空單位面積內(nèi)的恒星數(shù)量就越多,而與銀河平面相差 90°的地方(即現(xiàn)代所謂銀極),單位面積的恒星數(shù)量最少。

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對(duì)此,他得出了一個(gè)結(jié)論,太陽(yáng)系位于這個(gè)天體結(jié)構(gòu)的中心附近,朝向垂直于透鏡平面的方向看去,星星少,朝向著透鏡平面的方向看去,星星多,由于這個(gè)方向過(guò)于密集而無(wú)法將其區(qū)分來(lái),所以形成了云霧狀的白色光帶,之后進(jìn)入20世紀(jì)后,隨著人類(lèi)觀(guān)測(cè)技術(shù)的提高,人們對(duì)銀河系的認(rèn)識(shí)逐漸深入,科學(xué)家通過(guò)各種觀(guān)測(cè)手段,比如說(shuō)射電望遠(yuǎn)鏡、紅外望遠(yuǎn)鏡等,對(duì)銀河系的結(jié)構(gòu)、組成、演化等方面進(jìn)行了更詳細(xì)的研究,現(xiàn)在人類(lèi)已經(jīng)對(duì)銀河系有了大概的認(rèn)識(shí),銀河系的形狀像一個(gè)中間厚、四周薄的鐵餅,銀盤(pán)是銀河系的主要組成部分,其厚度大約是1.35千秒差距(大約4000光年),俯看像一個(gè)大漩渦,有四條螺旋狀旋臂從中間伸出。

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這四條主要的旋臂分別是獵戶(hù)臂、英仙臂、人馬臂和天鵝臂,我們的太陽(yáng)系就位于獵戶(hù)臂的內(nèi)邊緣,不過(guò)銀河系實(shí)際上并不是完全平坦的,它存在一定程度的扭曲和變形,銀河系的等光直徑大約是26.8+-1.1千秒差距(約87400+-3600光年),有研究表明,如果算上暗物質(zhì)區(qū)域,其直徑可能會(huì)更大,最近的模擬顯示,包含暗物質(zhì)的區(qū)域可能延伸到直徑近200萬(wàn)光年(613千秒差距),銀河系中恒星的種類(lèi)繁多,包括紅矮星、白矮星、中等質(zhì)量的恒星、超巨星等,其中紅矮星是最常見(jiàn)的一種恒星,它們的質(zhì)量只有太陽(yáng)十分之一左右,壽命也非常長(zhǎng),可能達(dá)到了數(shù)十億年之久,白矮星是一種質(zhì)量較小、體積較小、溫度較高的恒星,是恒星演化的最終階段之一。

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超巨星是一種非常大質(zhì)量的恒星,它們的質(zhì)量可能是太陽(yáng)的幾十倍,壽命很短,只有幾百萬(wàn)年左右,關(guān)于銀河系的形成,在科學(xué)界有幾種說(shuō)法:

1、坍縮說(shuō):在宇宙大爆炸之后的早期,宇宙中充滿(mǎn)了高溫、高密度的基本粒子和原始?xì)怏w,隨著宇宙的不斷膨脹和冷卻,這些原始?xì)怏w逐漸聚集形成了巨大的氣體云,在引力的作用下,氣體云開(kāi)始坍縮,當(dāng)氣體云的密度和溫度達(dá)到一定程度之后,核聚變反應(yīng)被點(diǎn)燃,恒星開(kāi)始形成,最早形成的恒星分布是比較混亂的,但隨著時(shí)間的推移,恒星之間的引力相互作用使得它們逐漸聚集在一起,形成了一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的結(jié)構(gòu),這就是銀河系的雛形,在這個(gè)過(guò)程中,氣體云不斷坍縮和分裂,形成了更多的恒星和星團(tuán),銀河系的規(guī)模也慢慢變大。

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2、并合說(shuō):宇宙中存在眾多小星系,他們?cè)谝Φ淖饔孟聲?huì)相互靠近并發(fā)生碰撞和合并,銀河系在其演化過(guò)程中可能和其它星系發(fā)生了多次合并事件,這些合并事件為銀河系帶來(lái)了大量的物質(zhì)和恒星,豐富了銀河系的物質(zhì)組成,同時(shí)也改變了銀河系的結(jié)構(gòu)和動(dòng)力學(xué)特征,合并后的星系慢慢融合,形成了更加龐大的銀河系。

3、共同形成說(shuō):這個(gè)說(shuō)法認(rèn)為,銀河系是和宇宙中的大尺度結(jié)構(gòu)共同形成的,在宇宙大爆炸之后,物質(zhì)分布存在微小的不均勻性,這些不均勻性在引力的作用下慢慢形成了星系團(tuán)、星系以及星系內(nèi)部的各種結(jié)構(gòu),銀河系作為宇宙中的一部分,其形成和宇宙的整體演化有很大關(guān)系,總體來(lái)說(shuō),銀河系的形成可能和多種因素有關(guān)系。

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根據(jù)科學(xué)家的研究發(fā)現(xiàn),我們的銀河系并不是普通的星系,它擁有獨(dú)特的旋臂結(jié)構(gòu),它是一個(gè)棒旋星系,擁有明顯的旋臂結(jié)構(gòu),這些旋臂就像是從中心向外伸展的巨大手臂,其中包含了大量的年輕恒星、星團(tuán)和星際物質(zhì),恒星在旋臂中形成和演化,使得旋臂區(qū)域充滿(mǎn)了生機(jī)和活力,然而宇宙中漩渦星系的形態(tài)主要分為宏象、多旋臂和絮狀三種旋渦結(jié)構(gòu),在類(lèi)銀河系的多旋臂星系中,四條旋臂從內(nèi)到外的形態(tài)是非常罕見(jiàn)的,而銀河系正是這種比較特殊的形態(tài),在銀河系內(nèi)部,科學(xué)家還發(fā)現(xiàn)了一個(gè)巨大的空洞,這里的物質(zhì)密度比其他地方都低,這可能導(dǎo)致相比空洞意外的地方,銀河系的溫度、活躍性較低,沒(méi)有特別劇烈的星際活動(dòng)。

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銀河系內(nèi)存在一個(gè)巨大的空洞,它被稱(chēng)為GD-1,和宇宙中的其他空洞不同,GD1空洞內(nèi)部原來(lái)是有恒星的,因?yàn)樗臀挥阢y河系的恒星群內(nèi),但在一種人類(lèi)尚不了解的神秘力量作用下,這個(gè)原本充滿(mǎn)恒星的地方出現(xiàn)了一個(gè)直徑數(shù)十光年的大洞,原來(lái)位置的數(shù)百萬(wàn)顆恒星不知所蹤。在宇宙中存在大大小小很多空洞,這些空洞到底是如何形成的?目前科學(xué)家正在積極的研究當(dāng)中,在銀河系的中心區(qū)域,存在一顆440萬(wàn)倍太陽(yáng)質(zhì)量的超級(jí)黑洞,人馬座A*就位于此處,黑洞是由于物質(zhì)坍縮引起的一種極為致密的天體,其引力非常強(qiáng)大,甚至連光線(xiàn)都無(wú)法逃離,根據(jù)愛(ài)因斯坦的廣義相對(duì)論,當(dāng)物質(zhì)坍縮到一定程度時(shí),形成了一個(gè)無(wú)法逃逸的引力陷阱,就是黑洞。

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黑洞的表面被稱(chēng)為事件視界,也被稱(chēng)為是黑洞視界,一旦物質(zhì)越過(guò)事件視界,就無(wú)法逃離黑洞的引力,黑洞的形成有很多種,一般來(lái)說(shuō),大質(zhì)量恒星在它們耗盡燃料后坍縮而成,質(zhì)量通常在3-100倍太陽(yáng)之間,不過(guò)像銀河系中心的黑洞不可能是恒星死亡以后形成的,在宇宙早期,由于原初物質(zhì)的不均勻分布,某些區(qū)域可能會(huì)發(fā)生引力坍縮,形成質(zhì)量非常大的原初黑洞。當(dāng)星系合并時(shí),星系中的黑洞也可能會(huì)合并,合并過(guò)程中的相互作用會(huì)影響黑洞的運(yùn)動(dòng)和質(zhì)量增長(zhǎng)??茖W(xué)家利用計(jì)算機(jī)模擬了10億光年范圍內(nèi)數(shù)百萬(wàn)星系的演化,并考慮到銀河系周?chē)鷤€(gè)別特殊的環(huán)境,將這些環(huán)境的數(shù)據(jù)也精確到了模擬的星系中,結(jié)果顯示只有百萬(wàn)分之一的星系表現(xiàn)出了和銀河系一樣的特殊性。

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雖然銀河系在宇宙中非常特殊,不過(guò)它也不可能一直存在,根據(jù)科學(xué)家的研究發(fā)現(xiàn),在幾十億年之后,銀河系和仙女座星系碰撞,然后形成一個(gè)新的星系,據(jù)推測(cè),銀河系和仙女座星系將會(huì)在45億年之后發(fā)生碰撞,不過(guò)有一些科學(xué)家認(rèn)為,碰撞已經(jīng)開(kāi)始了,仙女座星系的外圍暈已經(jīng)和銀河系的外圍暈有了重疊,仙女座星系的暈非常大,外緣距離星系主題平均達(dá)到了130萬(wàn)光年,局部甚至達(dá)到了200萬(wàn)光年,而仙女座星系和銀河系二者主體的距離只有250萬(wàn)光年,所以仙女座星系的外緣已經(jīng)越過(guò)了兩個(gè)星系的中線(xiàn),通過(guò)對(duì)遙遠(yuǎn)類(lèi)星體的光經(jīng)過(guò)仙女座星系暈時(shí)的變化進(jìn)行觀(guān)測(cè)和分析,能夠證實(shí)這種暈的重疊和相互作用。這意味著在星系的外圍結(jié)構(gòu)上,兩個(gè)星系已經(jīng)開(kāi)始了接觸,盡管這種影響在宏觀(guān)上并不明顯。

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不過(guò)真正意義上兩個(gè)星系主體部分將會(huì)在幾十億年后才會(huì)發(fā)生,目前科學(xué)家通過(guò)計(jì)算得出,仙女座星系正在以每秒120千米的速度向銀河系接近,大約在37.5億年到40億年之后,兩個(gè)星系的主體部分會(huì)相遇并且開(kāi)始碰撞,看到這里,相信很多人都會(huì)產(chǎn)生一個(gè)疑問(wèn),就是如果這兩個(gè)星系碰撞,對(duì)地球會(huì)不會(huì)有影響?對(duì)此科學(xué)家認(rèn)為,并不會(huì)對(duì)我們的太陽(yáng)系產(chǎn)生影響,因?yàn)橛钪婵臻g非??諘?,而銀河系和仙女座星系的空間也是非常巨大的,現(xiàn)在我們都應(yīng)該知道,距離太陽(yáng)最近的恒星是比鄰星。比鄰星距離我們有4.2光年,如果把太陽(yáng)看成是一個(gè)硬幣的話(huà),那么最近的比鄰星距離太陽(yáng)都有700公里,所以在發(fā)生碰撞時(shí),這兩個(gè)星系只會(huì)彼此穿過(guò),恒星的撞擊只會(huì)是極小概率的事件。

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在此之后,它們會(huì)在引力作用下多次“彼此穿過(guò)”,其主體結(jié)構(gòu)也將在此過(guò)程中分崩離析,而這也意味著這兩個(gè)星系的毀滅,不過(guò)在此之后,一個(gè)新的星系又會(huì)重生,我們可以將其稱(chēng)為“銀河-仙女星系”。不過(guò)兩個(gè)星系中心的黑洞將會(huì)融合在一起,形成一個(gè)更大質(zhì)量的黑洞,整個(gè)碰撞融合的時(shí)間可能會(huì)持續(xù)幾十億年,首次碰撞接觸時(shí)兩個(gè)星系中間的超大質(zhì)量黑洞可能并不會(huì)直接相撞,之后它們甚至可能會(huì)相互纏繞。這個(gè)過(guò)程中,由于強(qiáng)大的引力會(huì)使整個(gè)時(shí)空不斷波動(dòng),形成引力波傳遍整個(gè)宇宙。如果人類(lèi)文明能夠發(fā)展到那個(gè)時(shí)候,那么人類(lèi)就能夠親眼見(jiàn)證這個(gè)奇跡,不過(guò)對(duì)于人類(lèi)來(lái)說(shuō),這個(gè)時(shí)間是一個(gè)非常漫長(zhǎng)的過(guò)程,畢竟人類(lèi)文明到現(xiàn)在只有短短幾千年,人類(lèi)進(jìn)化也就幾百萬(wàn)年。

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整個(gè)人類(lèi)的發(fā)展史和宇宙比起來(lái),根本不值一提,宇宙遠(yuǎn)比我們想象的更加神秘,雖然現(xiàn)在人類(lèi)對(duì)銀河系有了大概的了解和認(rèn)識(shí),但是銀河系作為宇宙中最古老的星系之一。