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宇宙的历程 第二章 星系的形成
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我们该如何去理解我们周围所在皆是的宇宙之美？它们如何而来？蜻蜓或丁香的复杂精致又是从何而来？
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这不妨从星系的诞生和发展讲起。甚至在一个世纪前，我们知道的只有整个宇宙中的一个星系：我们所在的银河系。但在进入二十世纪后，我们发现了将近一千亿个星系，它们每个又都包含数十亿颗恒星。那么这对于我们理解自身在如此广袤宇宙中的位置问题意味着什么？
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直到现在，我们才开始逐渐了解星系的起源。科学家已经在这方面做出了一些重大发现。当宇宙将近五十万岁时，它就像一团无比巨大的积云，四下扩散。在理论上，一种可能场景是，这团由亮物质和暗物质构成的云只是这样永远膨胀下去。但在我们的现实宇宙中，这团云却是碎成了无数小块的云。每一小块的云在宇宙膨胀的过程中开始聚集到一起，坍缩成为一个星系或一个星系团。因此，它们的大小相对稳定，相互之间的距离却在持续加大。如此这般，每一小块的云也都开始了各自独特的历程。
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在这里，我们得以一窥宇宙中的创造性的某些本质。为了启动自己的创造性发展，一个动态系统有时会试图从涵盖自己的更大网络中脱离出来。只要自己还被紧紧地限制在一个更大系统中，它就一直会受制于人。而一旦它获得了自由，其内在的潜能就能得以发挥和强化，从而孕育出某些全新的东西。
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对于宇宙中的创造性的进一步理解则来自于这样一个追问：究竟是什么导致初始的云团碎成了所有这些小块的云？显然，打碎这团云的这股力量也正是驱使宇宙步入一个新发展方向的力量。归根究底，这股力量引发了星系的形成。
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对此，科学家发现，微弱的引力波可能是打碎初始云团的力量。那么这些引力波又源自哪里？这里正是最大的惊喜所在，这些引力波源于宇宙本身的诞生。在大爆炸之后的极短时间里，宇宙中到处充斥着引力波。这些波（实质上是物质密度的涨落）随着宇宙的膨胀而四下扩散。最终，它们打碎了宇宙，使得星系得以形成。[1]
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所以现在我们知道了，星系是源自宇宙诞生时的原始振动。这些物质的振动显然是某种特殊的创造性力量。或许我们可以将它们视为某种音乐，某种“天体的音乐”（music of the spheres）。
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毕达哥拉斯，这位在两千六百多年为数学科学奠定基础的哲学家，倘若地下有知，想必也会备感欣慰，因为自己的思想继承者发现了，一曲宇宙的音乐催生了千百亿个星系，从而推动宇宙进入了其历程的下一个阶段。
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星系团与多中心的宇宙
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在这曲宇宙的音乐当中，面对这一个个辽阔无边的结构，我们又能如何自处，如何定位自己？
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每个文化都有着各自对于宇宙的理解，从而使其成员在时间和空间中得以定位自己。而这一对人类而言最根本的定位之一不免涉及万物的中心。长久以来，我们曾一遍又一遍地问自己，宇宙的中心在哪里？
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对此，每个文化也都有着各自的回答。有些说是某座特别的山峰，诸如西藏的冈仁波齐峰或非洲的乞力马扎罗山。有些则把它定在了具体某座城市，诸如西方的耶路撒冷、罗马或麦加，以及东方的北京、瓦拉纳西或日惹。这些城市也因而成了宗教圣地或政治中心。
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我们不难理解这些城市对于各自文化的重要性。凡是能与中心扯上关系，多少就有了某种特殊的意义。比如，世界中心的市民就有着边远之地的乡民所不具有的尊荣，而任何从中心发出的法律或谕令显然也有着特殊的权威。
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在过去五个世纪里，现代西方科学也一直在试图寻找宇宙的中心，但这种努力带来的却是一系列的“去中心化”。我们现在知道，我们先前关于中心的种种观点并不是故事的全部。把人类世界从中心移出的最广为人知的一项发现或许就是，我们发现地球不是变居不动的万物中心，而是在绕太阳运转。这一思想最先由来自希腊萨摩斯岛的阿里斯塔克斯在公元前三世纪提出，后来又由哥白尼在一五四三年独立地重新发现。而过了没几个世纪，进一步的研究又让我们意识到，尽管太阳确实是太阳系的中心，但它并非宇宙的中心。哈洛·沙普利在一九一八年提出证据表明，太阳沿着一个巨大的椭圆轨道在绕银河系的中心运转。这个去中心化过程在二十世纪二十年代更进了一步，当时埃德温·哈勃等人发现，银河系也不是宇宙的中心星系，而只是宇宙众多星系中的一个。
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当科学家发现我们的可观宇宙包含着将近一千亿个星系时，他们也惊呆了。不论是科学家，还是非科学家，要想把握我们身处这样一个广袤无垠、不断演化的宇宙的意义，着实都是一个持续的挑战。
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然而，二十世纪下半叶一个出人意料的科学进展又让我们对于中心有了一个全新的理解。这个理解与常识不符，把握起来并不容易，因为它说的是，宇宙并不是只有一个中心，而是有着数百万个——每个超星系团都是宇宙膨胀的正中心。我们生活在一个多中心的宇宙当中，并且只是现在才逐渐开始意识到这个新发现的意义。
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比如，我们的银河系及其他数十个星系相互绕转，并作为一个整体（称为本星系群）绕着室女座星系团运转。连同其他绕着室女座星系团运转的星系群，这整个系统就被称为室女座超星系团。我们可以把这想象成有点像一众行星绕着一颗中心恒星运转，其中行星就是各个星系团，中心恒星就是巨大的室女座星系团。而我们现在了解到，这个室女座超星系团是宇宙膨胀的正中心。
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但这里的反直觉之处在于，其他超星系团也同样是宇宙膨胀的中心。不妨再把宇宙想象成一只正在膨发的葡萄干面包，而里面的每颗葡萄干都是一个超星系团。我们可以设想自己就在其中的一颗葡萄干上，随着面包膨发变大，我们会看到所有的其他葡萄干都在远离自己。我们还会得出结论，我们并没有在动，因为自己不是在面包中移动。无论我们选取的是哪颗葡萄干，结论都会是如此。这是大尺度宇宙的内在特性。所以在宇宙膨胀的过程中，各个超星系团之间相互远离，同时它们每个又都是静止的。
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这个惊人的新视角正在引发我们对于自身所处位置、所在家园的理解的巨大转变。我们现在意识到，我们身处宇宙的一个中心，而宇宙有着数百万个这样的中心。虽然这并不容易接受，但我们正试着在这些庞然大物当中定位自己，带着惊奇和敬畏。
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旋涡星系与恒星的诞生
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我们的中心性质如何？它是个好地方吗？是个安全的地方吗？无论我们居住在地球上的什么地方，这些问题时常会跃入我们的脑海。但如果我们问的不是我们居住的区域，不是我们的国家，甚至不是我们的星球，而是我们所在的银河系，那我们又该作何回答？
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我们的星系最显著的特征是其旋涡结构。当科学家首次发现旋臂时，他们当时以为，这些旋臂是由物质构成的，并在绕星系的中心旋转。但这个理论后来被证明是错误的。通过纠正自己的错误，科学家认识到了宇宙中的创造性的一大惊人特征。
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银河系的旋臂并不是一种静态结构，相反，它们是密度波的表现。密度波在旋涡星系内传播，导致分子云坍缩形成大质量恒星（这些恒星质量大，因而寿命短，在燃烧将近一百万后，就会耗尽燃料而死亡）。密度波的传播，引发一轮轮的恒星形成，这就仿佛一个旋转的风车一般。
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这种旋涡结构使得一个星系可以持续地生成恒星。在这个意义上，旋涡星系是常变常新的。就这样，由于其结构，旋涡星系成了宇宙中孕育新事物的地方。
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