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Weinberg, Stephen.(1977, 1988, 1993).The first three minutes: A modern view of the origin of the universe. New York: Basic Books.
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Ferris, Timothy.(1998).The whole shebang: A state-of-the-universe(s) report. New York: Touchstone.
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Krauss, Lawrence M.(2013). A universe from nothing: Why there is something rather than nothing. New York: Atria Books.
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网址
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http://map.gsfc.nasa.gov 网址中含与威尔金森微波各向异性探测器(WMAP)相关的图文信息。
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http://home.cern/topics/large-hadron-collider 欧洲核子研究中心提供大型强子对撞机的最新信息。
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www.youtube.com/watch? v=0fKBhvDjuy0 视频《10次幂》(Powers of Ten)将人类置于大小尺度的中间,然后每次以10次方来增大或缩小。
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www.particleadventure.org 劳伦斯伯克利国家实验室带你进入与夸克、中微子、反物质、额外维度、暗物质等的互动之旅。
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大历史,小世界:从大爆炸到你 第3章 临界点2:星系和恒星(137亿年前到现在)
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宇宙中的物质是如何排列的?答案看似很简单:排列在恒星组成的星系中。那星系和恒星从何而来的呢?
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下面我们就开始讲大历史的第二个临界点:星系和恒星。从这里开始,某些全新的东西出现了,要比之前更加复杂,带着更多的能量流,可谓前所未有。读完本章,不仅可以讨论星系和恒星的排列,还可以讨论星系和恒星的复杂性。
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星系的构成
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星系和恒星的问题有点类似于先有鸡还是先有蛋的问题——很难说明白先有哪个。或许先有星系,它们以巨大的、一片片的暗物质的形式出现。它们出现的年头太久了,光距离我们太远,所以天文学家尚没有发现“星系宝宝”的踪影。
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第2章中,我们讲了早期宇宙,它跨越了大爆炸后的40万年。光子在其中运行的速度大约在每秒30万千米(186,000英里),早期宇宙会发出暗淡的光。光子再也无法分裂原子,那些原子散布在空间里,但并不均匀。有些区域中,原子要比在其他区域更加紧密地结合在一起,就像不平的地面上汇集起来的小水坑。在宇宙背景辐射图像中,这些区域的温度比别处高。
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纵观宇宙历史,此时,引力开始走向舞台中央。引力是一种吸引物体的力。物体质量(物质的量)越大,物体间的距离越小,引力越大。如果每个原子与其他所有原子之间的距离都完全均等的话,也就没有后来的故事了——那样的话所有的物体受到的引力完全均等。
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但是确实发生了某种事件。在某些区域,引力将大量的氢原子和氦原子吸引到一起,形成巨大的团簇,而区域之间则留下了大量空间,几乎没有任何物质。在物质密集的区域中,星系和恒星出现了。
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我们至今都无法全然理解星系的形成。这里面的问题是:引力还不够强大,不足以在这么短的时间里将物质吸引到一处。科学家认为,在把普通物质吸引到一起形成星系的时候,暗物质兴许搭了把手。(想了解有关暗物质的更多信息,参见下文“知识前沿的疑问”。)
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很显然的是,大约131亿年前星系就开始形成了。有利于星系形成的环境只维系了大约13亿年的时间。过去的118亿年中,星系继续存在,但没有新的星系形成。
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星系是由上千亿颗恒星组成的巨大的星团,恒星通过相互之间的万有引力聚拢在一起。星系之间是广阔的空间,几乎一粒原子都没有。现在,星系中还包括恒星残余、气体云和尘埃云,而且还有暗物质晕环绕四周。似乎大多数星系的中心都有一个黑洞,那里物质致密,引力相当大,周围的一切物质甚至是光子,都无法逃离。科学家认为这些黑洞对于星系的凝聚起了一定的作用。
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多数星系都呈旋涡状。有时星系与星系相撞,形状发生变化,变得更椭圆,或更像鸡蛋的形状。所有星系均绕其中心旋转。星系收缩加速了旋转,就像溜冰选手双手越是紧抱身体,旋转速度就会越快一样。旋转的星系呈现圆盘状,就像中间凸起的“宇宙比萨”。
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银河系
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从上方看,银河系就像一张平面的圆盘,中间有个“突起”,恒星组成的“旋臂”向外延伸。
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