但是,後來的天文學觀測表明,大多數橢圓形星係的形狀要比賓尼描述的更為對稱——就像M&M巧克力豆一樣是一個被壓扁的球體。這是因為星係中央的黑洞擾亂了該星係恒星的運行軌道,從而使它們變得不穩定。因此,這個星係的形狀很快就會變成更為穩定的扁球形。
事實上,我們很難相信黑洞會擁有上麵提到的這些強大力量中的任何一種:比我們的太陽係還小的東西,卻可以控製由數十億顆恒星組成的巨大的宇宙區域,這種說法看起來仍然充滿怪誕的色彩。
但根據路透社華盛頓電,關於黑洞的強大力量之說又有了新的證據。就在發布電文的當天,利用哈勃天文望遠鏡工作的天文學家公布了一張照片,從中可以看到宇宙中電子流的噴發。這股電子流像探照燈一樣在宇宙中閃閃發光,其動力來源於吸力強大的黑洞。
這個看起來像宇宙探照燈光束的電子流實際上由幾乎以光速從M87星係中心噴射出來的電子以及其他亞原子粒子組成。M87星係距離地球5000萬光年,這股電子流自身的長度大約為5000光年。人們可以通過因特網看到這張最新發布的由哈勃望遠鏡拍攝的照片。
科學家發表的一份聲明說,天文學家們早在1918年就知道了這股來自M87星係的奇特的電子噴射流,但是隻有這張由哈勃望遠鏡在1998年拍攝並經過科學家們兩年研究的照片揭示了這股電子流的來源。
天文學家們說,M87星係的中心隱藏著一個特大黑洞,它已經吞噬了相當於太陽質量20億倍的物質。
宇宙產生的猜想
宇宙是怎樣產生的?這是當今最大的謎。目前,大多數科學家接受的是“大爆炸宇宙學”。這一學說認為,宇宙起源於一個溫度極高、體積極小的原始火球。在距今150~200億年前,由於我們還不知道的物理原因,這個火球發生了大爆炸。隨著空間膨脹、溫度降低,物質的密度也逐漸減小,原先存在的質子、中子等基本粒子結合成氘、氦、鋰等元素,以後又逐漸形成星係、星係團,並逐漸形成恒星、行星,而且在一些天體上還出現了生命現象,最後誕生了人類,宇宙初步形成。
大爆炸學說不斷得到證實。1991年4月23日,美國加利福尼亞大學天文物理學家喬治·斯穆特在美國物理學會會議上宣布,他領導的科學小組發現了宇宙誕生初期的物質雲團,有力地支持了大爆炸學說。他們的這一發現引起世界科學界的極大關注,被認為是繼愛因斯坦之後最傑出的理論物理學家斯蒂芬·霍金4月24日發表聲明說:“這是本世紀最重要的發現。”
大爆炸學說可以解釋較多的觀測現象。例如,天文學家觀測到遠處的天體總是遠離地球而去,這證明宇宙仍在膨脹;各種天體的年齡都小於200億年,這也符合該學說有關大爆炸後才形成各種天體的推論。另外,大爆炸理論還成功地預言了宇宙背景輻射的存在。大爆炸學說預言在大爆炸之後,星係形成之前宇宙的結構應當是雲團。這一巨大雲團的發現證實了大爆炸學說的預言,通過對這一雲團的觀測,科學家可以進一步推測宇宙初期的情景。
而且,這一巨大雲團的發現還證實了科學家的另一個預言,即宇宙質量的90%存在於“暗物質”中。以往天文學家觀測到的宇宙總質量遠比理論上計算出的宇宙總質量要小得多。這些“消失”了的物質被稱為“暗物質”。“暗物質”的多少直接影響著宇宙的未來,如果宇宙總質量小於某一數值,那麼它將像現在這樣一直膨脹下去;如果它的總質量大於這一數值,那麼天體之間的引力將使宇宙停止膨脹,並在這一巨大引力作用下開始收縮,形成宇宙“大坍塌”,直至大爆炸前的狀態。
宇宙和諧嗎
宇宙的運動有規律與和諧似乎已成為一種萬古不變的信條。從古希臘時期起,著名的畢德哥拉斯學派就提出了“美是和諧與比例”,進而指出,人類生活的宇宙正是由於這種和諧才演化到今天並且秩序井然的。也正是由於這種和諧,天體才應該是球形的,其運動也應該是圓周運動。
16世紀,哥白尼經過自己的觀測,否定了傳統的“地心說”,提出了“日心說”。他認為,以太陽為中心的這種宇宙模型既符合天體運動的規律,又體現了一種“美妙的和諧”。後來的德國天文學家開普勒也非常推崇畢德哥拉斯的美學原則,把天體運動同音樂的音階聯係起來。牛頓從力學上對天體運動作了更深入的探討,他提出了萬有引力定律,不僅對運動的變化提出了更科學的解釋,而且還指導天文學家發現了海王星。牛頓的萬有引力定律體現出宇宙的秩序是如此的和諧。
這種“先定的和諧”也影響著現代天文學的研究。著名的反映宇宙膨脹的“宇宙大爆炸”假說非常具體地體現了“和諧”的原則,它以哈勃關於星係紅移的觀測事實為基礎,並且預言了宇宙背景微波輻射的存在。這些都是宇宙和諧圖景在大尺度宇宙空間上的再現。
現代物理學家愛因斯坦指出,宇宙這種先定的和諧可給人以美感和快感,是人類一切文學與藝術創作、毅力和耐心產生的源泉。
長期以來,宇宙的和諧性已被人們普遍接受,但近年來卻遭到了挑戰。以美國麻省理工學院的科學家薩斯、天文學家威茲德姆為代表的一些人認為,整個太陽係根本無法預測,也許400萬年後,牛頓學說就被證實是錯誤的。他們認為,在宇宙中存在一種現象,根據某種簡單的法則預測,由於許多偶然的因素起作用,會導致非常複雜和無規則的現象,這就是混沌現象。
那麼,宇宙的主宰究竟是和諧還是混沌呢?這真是一個無法解釋的謎。
宇宙會熱死嗎
1854年,德國科學家亥姆霍茲提出了宇宙熱死說,他指出,宇宙隻能使所有的能量轉化為熱,並最終處於均勻的狀態,進而使宇宙陷入永恒的靜止狀態。這種假說也稱作熱死假說或熱力學假說。
熱死假說引起了世人的恐慌,因為那死寂的沒有生命的宇宙就等於世界的未日來臨,為了消除這個假說,許多科學家都對此進行了嚐試,德國物理學家克勞修斯和奧地利物理學家玻爾茲曼曾為此展開爭論,後者認為宇宙並非隻向一個方向變化,也會向相反方向轉化。恩格斯也不同意熱死假的觀點,他認為這同能量守恒原理相矛盾。
由於熱死假說同宇宙無限論相矛盾,主張大爆炸學說的宇宙學家則從宇宙膨脹的觀點加以解決。俄國科學家費裏德曼曾經作過精密的計算,結果表明宇宙可能會周期性地收縮和膨脹,也可能會無限製地膨脹下去。後來美國天文學家哈勃利用加州威爾遜山上的1.5米望遠鏡和2.5米望遠鏡也發現宇宙是在膨脹著。根據這個觀點,宇宙物質中分為粒子和輻射(如光線、紅外線、紫外線x射線),由於宇宙的熱膨脹,粒子是熱平衡的,輻射也是熱平衡的,但二者之間不是熱平衡的,達到熱平衡尚須一定的時間,由於引力作用,所以它們沒有足夠的時間達到熱平衡。
然而,一些科學家對於宇宙熱膨脹提出了疑問,把某些特定的物理性質的解釋都歸結到宇宙初始時的情況是不能令人滿意的。人們都希望宇宙不會有熱死那一天,希望生命和文明世界延續下去,但一直沒有找到解決熱死假說的辦法。
神秘的電波來自何方
1924年8月22晚上7點至10點,美國海軍捕捉到了一種奇怪的電波。阿姆哈斯特大學的天文學教授迪皮德·特德博士認為,這種電波有可能是“宇宙人發來的信號”。
這種奇怪的電波仍在不斷地出現。有人經過研究發現,發往空中的無線電波脈衝,在相同的時間間隔內收到了兩個回波。其中一個是從大氣的電離層反射回來的。而另一個則不知是從哪裏反射回來的。人們估計另一個回波,可能是從電離層外、月球軌道之內反射回來的,英國一位天文學家估計,這個反射回波的物體可能是牧夫星座中的某個星球發射的宇宙飛行器。究竟是什麼東西,至今無人知曉。
1931年,美國無線電工程師央斯基在研究無線電幹擾時,發現了來自銀河中心的無線電波。從那以後天體發射的無線電波使人們產生極大的興趣,於是,射電天文學這門新的學科應運而生。天文工作者用射電望遠鏡找到了幾萬個“無線電台”,已被確認的有超新星的殘骸、銀河中的星雲、一些有特殊外表的河外星雲、快速旋轉的中子星等。但其餘大部分是什麼還不清楚。
1960年美國擬定了第一期奧茲瑪計劃,以便捕捉研究各種奇怪的電波。這個計劃由美國國家射電天文台負責實施。他們利用3架25.908米的射電望遠鏡,對波江座和鯨魚座兩顆相鄰的恒星作了3個月的監視,結果從波江座星係中接收到了異常的間歇脈衝信號。天文工作者應用地球上的數學規律繪成圖形,並按我們的思維方式對圖形進行研究,結果發現有一顆行星,表麵似乎被液體覆蓋著,並且有類似於地球上魚類的生物生活在那裏;另一顆行星上似乎生活著像地球上人類那樣的哺乳動物,有雄雌之分,長有6個手指,並且還領著他們的後代。可是,這些推論並沒得到充分的證實。1972年到1976年,美國又開始執行第二期奧茲瑪計劃,利用世界上最大、最精密的射電望遠鏡,對地球附近的650顆類似太陽的恒星觀察了近4年時間,結果收到了10多顆恒星異常的信息。但是這些信息是智慧生物發出的,還是天然無線電波的噪聲?至今還無法確定。
從1983年以來,美國開始執行一項大規模探索外星智慧生物的計劃。在普遍搜索太空的同時,重點搜索半徑在80光年範圍以內的773個星球,希望能從這裏解開神秘電波之謎。
月球是外星人的基地嗎
宇宙飛船“月球軌道2號”在寧靜海(月球上的平原)上空49千米的高度拍攝到月麵上有方尖石,這一發現引起人們紛紛議論。美國科學專欄作家桑德森提出:“這些方尖石底座的寬度為15米,高為12到22米,甚至有可能達到40米。”法國亞曆山大·阿勃拉莫夫博士對這些方尖石和其分布作了詳細的研究,他通過計算方尖石的角度,斷定石頭的布局是一個“埃及的三角形”。他認為,這些東西在月球表麵的分布很像開羅附近吉薩金字塔的分布。在寧靜海的方尖石照片上,人們還發現了極其正規的長方形圖案。這不可能是方尖石本身就有的,而是人為地刻在上麵的。