第七章
超星係團之謎
自從存在宇宙島的說法提出以後，人們發現了越來越多的星係和星係團。
1953年，著名天文學家德伏古勒分析了亮星係的分布，提出了超星係團的概念，也稱作二級星係團。他認為，本超星係團直徑約2500萬光年，由本星係群、室女星係團、後發星係團及一些小的星係和星係團構成。後來阿貝爾指出約有50個超星係團，每個超星係團約有10個星係團。這種超星係團可能還存在自轉。
1985年夏天，法國的天文工作者拉帕倫特在美國哈佛——史密森天體物理中心，用一架60英寸望遠鏡對超星係團進行了觀測，並繪製了一張天文圖。她發現星係散布得不同尋常，排列在非常薄、非常有限的表麵上，這表麵包裹著不尋常的泡泡之類的空洞，其直徑達2億光年。後來，科學家們通過進一步研究發現，這是一個已知的宇宙的最大結構，這一片星係層長約5億光年，高2億光年，寬0.15億光年。天文學家們為它起了一個名字——“長城”。
美國普林斯頓大學和芝加哥的幾位天文學家認為，宇宙既不由暗物質構成，也不由星係之間的空洞構成，而是由一個巨大的超星係團和一個大空洞構成。另一些天文學家不同意這種解釋，但是也承認超星係團的存在。甚至有些天文學家認為存在比超星係團更大的星係組合，即第三級星係團。這種階梯式的成團結構是否真的存在呢？人們還在繼續觀測著。
世界上很多天文學家剛剛開始對宇宙中的“長城”進行研究。其中到底存在著什麼奧秘，還需要人們深入地探索下去。宇宙間的反物質
俗話說物極必反，可見事物都是存在對立麵的。那麼宇宙中的物質會不會有與之對應的反物質呢?什麼這是反物質呢?
反物質是和物質相對立的一個概念。眾所周知，原子是構成化學元素的最小粒子，它由原子核和電子組成。原子的中心是原子核，原子核由質子和中子組成，電子圍繞原子核旋轉。原子核裏的質子帶正電荷，電子帶負電荷。從它們的質量看，質子是電子的1840倍，形成了強烈的不對稱性。因此，本世界初有一些科學家就提出疑問，二者相差這麼懸殊，會不會存在另外一種粒子，它們的電量相等而極性相反，比如，一個同質子質量相等的粒子，可帶的是負電荷，另一個同電子質量相等的粒子，可帶的正電荷。
1928年，英國青年物理學家狄拉克從理論上提出了帶正電荷“電子”的可能性。這種粒子，除電荷同電子相反外，其他都一樣。1932年，美國物理學家安德遜經過實驗，把狄拉克的預言變成了現實。他把一束r射線變成了一對粒子，其中一個是電子，而另一個同電子質量相同的粒子，帶的就是正電荷。1955年，美國物理學家西格雷等人在高能質子同步加速器中，用人工方法獲得了反質子，它的質量同質子相等，卻帶負電荷。1978年8月，歐洲一些物理學家又成功地分離並儲存了300個反質子。1979年，美國新墨西哥州立大學的科學家把一個有60層樓高的巨大氦氣球，放到離地麵35千米的高空，飛行了8個小時，捕獲了28個反質子。從此，人們知道了每種粒子都有相應的反粒子。
人們根據反粒子，自然聯想到反原子的存在。一個質子和一個帶負電荷的電子結合，便形成了原子。那麼，一個反質子和一個帶正電荷的“電子”結合，不就形成了一個反原子了嗎？類推下去，豈不會形成一個反物質世界嗎？於是有人認為，宇宙是由等量的物質和反物質構成的。
從理論上看，宇宙中應該存在一個反物質世界。可事實並不這麼簡單。經研究發現，粒子和反粒子一旦相遇，他們就會“同歸於盡”，從而轉化成高能量的V光子輻射。可這種光子輻射人們至今還沒有發現。在我們地球上很難找到反物質，因為它一旦遇到無處不在的普通物質就會湮滅。
那麼，宇宙中存在著反物質嗎？存在著一個反物質世界嗎？按照對稱宇宙學的觀點，它們是存在的。這一學派認為，我們所看到的全部河外星係（包括銀河係在內），原本不過是個龐大而又稀薄的氣體雲，由等離子體構成。等離子體既包含粒子，又包含反粒子。當氣體雲在萬有引力作用下開始收縮時，粒子和反粒子接觸的機會就多了起來，便產生了湮滅效應，同時釋放出巨大能量，收縮的氣體雲開始膨脹。這就是說，等離子體雲的膨脹，是由正、反粒子的湮滅引起的。
基於以上觀點，反物質世界一定在宇宙中某個地方存在著。如果反物質世界真的存在的話，那麼，它隻有不與物質會合才能存在。可物質和反物質怎樣才能不會合呢？為什麼宇宙中的反物質會這麼少呢？這些都是待解之謎。行星世界的王者——木星之謎
有1300個地球大的最大行星
木星是顆巨大的行星。在太陽係所有行星中，木星是最大的一個。它的直徑是14.3萬千米，是地球直徑的11倍多，體積是地球的1300多倍。這意味著，倘若木星是個中空的圓球，它裏麵能放下1300個地球。木星是太陽係行星中的頭號巨人。
木星的質量很雄偉。雖然木星質量隻及太陽的1／1000，但它的質量是地球質量的318倍，木星質量甚至比太陽係內全部其他行星、衛星、小行星、隕星和慧星的總和質量還要大，後者隻及木星質量的40％。在眾行星麵前，木星則顯得偉岸無比。
木星在群星中顯得很亮。雖然它到太陽的距離是地球到太陽距離的5倍，得到的太陽光也弱得多，隻有從地球上看到的太陽亮度的1／7。但木星個兒巨大，大氣也濃密，反射太陽光的能力也強。在天空中除金星以外，木星就是最明亮的行星了。木星比恒星星空中最亮恒星天狼星還要亮，也比火星亮。西方人把威嚴的羅馬主神“朱必特”的寶座安放在了木星上。
木星又是位“脆弱的巨人”。拿木星質量和它龐大的體積相比較，卻顯不出任何優勢。我們知道，質量與體積的比值是密度，木星的平均密度還不到地球平均密度的1／4。地球上正每方厘米的地球物質平均“重”5.52克，而幾立方厘米的木星物質隻“重”1.33克，隻比水重一點點。它的這種驚人低的密度和巨大無比的體積無異告訴我們，木星是由很輕的物質構成的，木星中可能包含著相當數量的水和比水更輕的物質。原來，木星的基本成分是液態氫，除了可能有很小的熔融的岩核外，沒有地球陸地那樣的固體表麵。
木星自轉非常迅速。它雖是龐大行星，卻行動靈活。木星比太陽係內任何別的行星自轉都要塊，木星上的“一天”隻有9小時55分，微弱的太陽光，平均每天隻有5小時左右照射時間，人類測得木星表麵溫度在零下150℃左右，是極寒冷的世界。木星公轉速度13千米／秒，比地球30千米／秒的公轉速度慢多了，公轉一周的時間幾乎等於12年。
身披色彩繽紛的彩帶
通過望遠鏡，人們就能看到木星的扁平的有趣形狀。不過，恐怕最吸引你的，是木星頂部雲層的那些雲霧狀的醒目條紋了。明暗相間的條帶大體規則又很有變化，而且都與赤道平行。條帶顏色斑斕，除了白色外，還有橙紅、棕黃色的。按照習慣，那些發白的淺色條紋叫“帶”，那些較暗的紅、棕等色條紋叫“條”或“帶紋”。
這些條帶都是木星雲層，而且是木星頂部雲層。木星被濃密的大氣包圍得嚴嚴實實，這層大氣有多厚，現在不得而知，估計大約1000多千米，它使我們想要窺視一下木星大氣的下層也不能，更不用說看見木星表麵了。木星表麵幾乎全是氫和氦，氫82％，17％氦，此外是極少的甲烷、氮、水汽、碳和氧。
木星快速自轉，雲就被拉成長條形。科學家們不久後搞清楚了，淺色的帶是木星大氣的高氣壓帶，溫暖的氣流在帶裏上升，呈現出白色或淺黃色。深暗色的條則是低氣壓帶，氣流在這裏下降，呈現出紅色和橙色。條帶間像波浪一樣激烈翻滾。換句話說，由於木星作高速自轉，伴同高氣壓帶和低氣壓帶的旋風流和反旋風流完全把巨大的木星纏繞起來了。大氣也不易跑掉，就因為木星有巨大吸引力束縛著漂泊不定的氣體。
表麵是液態氫形成的“海洋”
木星沒有固體的表麵，這與我們了解過的水星、金星、地球、火星、月球都不同。大氣之下，很可能是液態的氫的“海洋”。在再往下離木星中心核大約一半的地方，那裏的壓強已十分巨大，可達300萬個大氣壓，溫度驚人的高，達11000℃，在這樣的物理條件下，以致液態分子氫實際上已轉化成液態的金屬原子氫，這種液態的金屬氫在地球的實驗室中從未發現過，然而科學家堅信，在極端條件下會有這種液態金屬氫存在。在木星最中心部分是木星核，木星核是固體的，主要由鐵和矽之類的物質組成，不大的體積卻相當於一二十個地球質量。這裏必然承受非常大的大氣壓強，估計有上億個大氣壓。溫度高可達3萬攝氏度，那裏必然有地球所無法想像的特殊環境。
以上隻是科學家設想的木星結構模型，因為要想了解雲的下麵是怎樣的細節非常困難。
木星有強大的磁場。木星磁場強度為地磁強度的10倍，磁極方向和地球相反，在木星指南針確實是“指向南方”，木星的磁層比地球的磁層要大100倍，可直接達到700萬千米之處。地球磁層隻在距地心7～8千米範圍內。打個比方，如果我們在夜間能用眼睛看見木星和它的磁層的話，木星本身隻相當於一顆亮星那麼大，木星的磁層則要比月亮大16倍。另外，木星磁層隨太陽風“吹拂”，十分迅速地頻頻收縮和膨脹著。