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《宇宙大碰撞》紙風(fēng)車星系(1)

宇宙大碰撞:大爆炸之后又發(fā)生了什么? 作者:(德)拉爾斯·林伯格·克里斯滕森


碩大無朋的紙風(fēng)車星系(M 6101)是最著名的“宏象旋渦結(jié)構(gòu)”范例之一,擁有超大的恒星形成區(qū)。旋轉(zhuǎn)著的巨大的盤由恒星、塵埃和氣體構(gòu)成,直徑達(dá)到170 000光年,幾乎是銀河系直徑的兩倍。估計該星系至少包含1萬億顆恒星。其中只有大約1000億顆是溫度和年齡與太陽相似的恒星。我們從“哈勃”拍攝的高分辨率圖像中可以看到這個星系幾百萬顆獨立的成員星。

正如17世紀(jì)航海大發(fā)現(xiàn)一樣,大辯論對我們的世界觀無疑是異常重要的。直到20世紀(jì),銀河系一直都被認(rèn)為是宇宙的全部。觀測確實發(fā)現(xiàn)夜空中有一些奇怪的旋渦星云,例如三角星系、紙風(fēng)車星系(P21)等,但天文學(xué)家認(rèn)為這些只不過是銀河系內(nèi)的簡單氣體星云。

20世紀(jì)早期,事情有了轉(zhuǎn)機(jī),一些天文學(xué)家開始相信康德是對的,這些旋渦星云其實是散布在夜空中的島宇宙,是其他銀河系?;ハ嗝艿挠^點終于導(dǎo)致了史上有名的天文學(xué)家間關(guān)于“宇宙尺度”的辯論。這場著名的“大辯論”于1920年4月26日在紐約史密斯森自然歷史博物館的拜爾德禮堂舉行。毫無疑問,大辯論對我們世界觀的重要性就如同17世紀(jì)的航海大發(fā)現(xiàn)一樣——這是人類在宇宙秩序中為自己定位的努力。

戰(zhàn)線已劃,戰(zhàn)士就位,辯論的雙方都根據(jù)當(dāng)時的觀測統(tǒng)計,自認(rèn)為掌握了足夠的證據(jù),最好的情況是完勝對方,最差的情況也會清楚地證明對方的錯誤。辯論的一方是哈羅·沙普利(Harlow Shapley),那個時代最著名的天文學(xué)家之一,認(rèn)為銀河系就是宇宙的全部。他正確地把太陽系放在了遠(yuǎn)離銀河系中心的地帶,但相信仙女座星系和其他旋渦星云都只是近鄰的氣體云團(tuán),只是銀河系的一部分。他宣稱如果仙女座星系和旋渦星系不是銀河系的一部分,那么它們的距離將達(dá)到上億光年——對那個時代的天文學(xué)家來說,這是個荒謬的數(shù)值。

辯論的另一方是希伯·柯蒂斯(Heber D.Curtis),也是那個時代杰出的天文學(xué)家,他認(rèn)為仙女座星系和其他旋渦星系都是距離很遠(yuǎn)的星系,即“島宇宙”。他的證據(jù)是仙女座星系中的新星數(shù)目要比銀河系的多。為什么一個星系內(nèi)部某一片小區(qū)域內(nèi)的新星數(shù)目要比該星系其他區(qū)域多呢?這個觀測事實支持仙女座星系是獨立星系的觀點,仙女座星系的年齡和新星發(fā)生率都與銀河系不同??碌偎惯€列舉了其他證據(jù),例如在其他星系中發(fā)現(xiàn)的暗塵帶,認(rèn)為這些暗塵帶與我們銀河系的塵埃團(tuán)相似。


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