天文资料

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本超星系团
包括本星系群在内的超星系团.1937年,霍姆伯格在分析了双重星系和多重星系的分布后认为,存在着一个"总星系云",尺度范围100百万秒差距.这是本超星系团最初的概念. 二十世纪五十年代中,沃库勒重新提出关于本超星系团的概念,并为后来的研究证实.沃库勒认为,本超星系团的长经为30~75百万秒差距,它是许多星系云和星系团的集合体,包括本星系群,室女座星系团,大熊星系团以及50个左右较小的群和团. 它们共同构成一个巨大的扁平状天体系统其中亮于13.5等的明亮星系集中在天空中的一个大圆上, 这个大圆称为超星系赤道, 大圆的极坐标在国际天文学联合会银道坐标系中是银经47°.37,银纬+6°.32.本超星系团的中心在室女星系团附近银经283°银纬+75°. 对沿超星系赤道的星系视向速度的分析表明, 本超星系团可能正在自转和膨胀,目前银河系绕团中心的公转周期约为1000亿年.


不规则星系
外形不规则,没有明显的核和悬臂,没有盘状对称结构或者看不出有旋转对称性的星系,用字母Irr表示。在全天最亮星系中,不规则星系只占5%。 按星系分类法,不规则星系分为Irr I型和Irr II型两类。 I型的是典型的不规则星系, 除具有上述的一般特征外,有的还有隐约可见不甚规则的棒状结构。它们是矮星系,质量为太阳的一亿倍道十亿倍,也有可高达100亿倍太阳质量的。 它们的体积小,长径的幅度为2~9千秒差距。星族成分和Sc型螺旋星系相似:O-B型星、电离氢区、气体和尘埃等年轻的星族I天体占很大比例。 II型的具有无定型的外貌,分辨不出恒星和星团等组成成分,而且往往有明显的尘埃带。 一部分II型不规则星系可能是正在爆发或爆发后的星系, 另一些则是受伴星系的引力扰动而扭曲了的星系。所以I型和II型不规则星系的起源可能完全不同。

大爆炸宇宙学
　　大爆炸宇宙学是现代宇宙学中最有影响的一种学说，与其它宇宙模型相比，它能说明较多的观测事实。它的主要观点是认为我们的宇宙曾有一段从热到冷的演化史。在这个时期里，宇宙体系并不是静止的，而是在不断地膨胀，使物质密度从密到稀地演化。这一从冷到热，从密到稀的过程如同一次规模很大的爆发。

　　根据大爆炸宇宙学的观点，大爆炸的整个过程是：在宇宙的早期，温度极高，在１００亿度以上。物质密度也相当大，整个宇宙体系达到平衡。宇宙间只有中子、质子、电子、光子和中微子等一些基本粒子形态的物质。但是因为整个体系在不断膨胀，结果温度很快下降。当温度降到１０亿度左右时，中子开始失去自由存在的条件，它要么发生衰变，要么与质子结合成重氢、氦等元素；化学元素就是从这一时期开始形成的。

　　温度进一步下降到１００万度后，早期形成化学元素的过程结束。宇宙间的物质主要是质子、电子、光子和一些比较轻的原子核。当温度降到几千度时，辐射减退，宇宙间主要是气态物质，气体逐渐凝聚成气云，再进一步形成各种各样的恒星体系，成为我们今天看到的宇宙。

　　大爆炸模型能统一说明以下几个观测事实：

　　１、大爆炸理论主张所有恒星都是在温度下降后产生的，因而任何天体的年龄都应比自温度至今天这一段时间为短，即应小于２００亿年。各种天体年龄的测量证明了这一点。

　　２、观测到河外天体有系统性的谱线红移，而且红移与距离大体成正比。如果用多普勒效应来解释，那么红移就是宇宙膨胀的反映。

　　３、在各种不同天体上，氦丰度相当大，而且大都是３０％。用恒星核反应机制不足以说明为什么又如此多的氦。而根据大爆炸理论，早期温度很高，产生氦的效率也很高，则可以说明这一事实。

　　４、根据宇宙膨胀速度以及氦丰度等，可以具体计算宇宙每一历史时期的温度。大爆炸理论的创始人之一伽莫夫曾预言今天的宇宙已经很冷，只有绝对温度几度。１９６５年，果然在微波波段上探测到具有热辐射谱的微波背景辐射，温度大约为３Ｋ。这一结果无论在定性上或者定量上都与大爆炸理论的预言相符。但是，在星系的起源和各向同性分布等方面，大爆炸宇宙学还存在一些未解决的困难问题。

地球的磁层
　　地球磁场，简言之是偶极型的，近似于把一个磁铁棒放到地球中心，使它的Ｎ极大体上对着南极而产生的磁场形状。当然，地球中心并没有磁铁棒，而是通过电流在导电液体核中流动的发电机效应产生磁场的。

　　地球磁场不是孤立的，它受到外界扰动的影响，宇宙飞船就已经探测到太阳风的存在。太阳风是从太阳日冕层向行星际空间抛射出的高温高速低密度的粒子流，主要成分是电离氢和电离氦。

　　因为太阳风是一种等离子体，所以它也有磁场，太阳风磁场对地球磁场施加作用，好像要把地球磁场从地球上吹走似的。尽管这样，地球磁场仍有效地阻止了太阳风长驱直入。在地球磁场的反抗下，太阳风绕过地球磁场，继续向前运动，于是形成了一个被太阳风包围的、慧星状的地球磁场区域，这就是磁层。

　　地球磁层位于地面600～1000公里高处，磁层的外边界叫磁层顶，离地面5～7万公里。在太阳风的压缩下，地球磁力线向背着太阳一面的空间延伸得很远，形成一条长长的尾巴，称为磁尾。在磁赤道附近，有一个特殊的界面，在界面两边，磁力线突然改变方向，此界面称为中性片。中性片上的磁场强度微乎其微，厚度大约有1000公里。中性片将磁尾部分成两部分：北面的磁力线向着地球，南面的磁力线离开地球。

　　1967年发现，在中性片两侧约10个地球半径的范围里，充满了密度较大的等离子体，这一区域称作等离子体片。当太阳活动剧烈时，等离子片中的高能粒子增多，并且快速地沿磁力线向地球极区沉降，于是便出现了千资百态、绚丽多彩的极光。由于太阳风以高速接近地球磁场的边缘，便形成了一个无碰撞的地球弓形激波的波阵面。波阵面与磁层顶之间的过渡区叫做磁鞘，厚度为3～4个地球半径。

　　地球磁层是一个颇为复杂的问题，其中的物理机制有待于深入研究。磁层这一概念近来已从地球扩展到其他行星。甚至有人认为中子星和活动星系核也具有磁层特征。

光斑（谱斑）
　　太阳光球层上比周围更明亮的斑状组织。用天文望远镜对它观测时，常常可以发现：在光球层的表面有的明亮有的深暗。这种明暗斑点是由于这里的温度高低不同而形成的，比较深暗的斑点叫做“太阳黑子”，比较明亮的斑点叫做“光斑”。光斑常在太阳表面的边缘“表演”，却很少在太阳表面的中心区露面。因为太阳表面中心区的辐射属于光球层的较深气层，而边缘的光主要来源光球层较高部位，所以，光斑比太阳表面高些，可以算得上是光球层上的“高原”。

　　光斑也是太阳上一种强烈风暴，天文学家把它戏称为“高原风暴”。不过，与乌云翻滚，大雨滂沱，狂风卷地百草折的地面风暴相比，“高原风暴”的性格要温和得多。光斑的亮度只比宁静光球层略强一些，一般只大10%；温度比宁静光球层高300℃。许多光斑与太阳黑子还结下不解之缘，常常环绕在太阳黑子周围“表演”。少部分光斑与太阳黑子无关，活跃在70°高纬区域，面积比较小，光斑平均寿命约为15天，较大的光斑寿命可达三个月。

　 　　光斑不仅出现在光球层上，色球层上也有它活动的场所。当它在色球层上“表演”时，活动的位置与在光球层上露面时大致吻合。不过，出现在色球层上的不叫“光斑”，而叫“谱斑”。实际上，光斑与谱斑是同一个整体，只是因为它们的“住所”高度不同而已，这就好比是一幢楼房，光斑住在楼下，谱斑住在楼上。

有始无终的宇宙
　　宇宙有始而无终，这是英国著名理论物理学家斯蒂芬·霍金对宇宙的起源和归宿问题提出的最新解释。

　　目前普遍认可的宇宙诞生学说是所谓的"大爆炸"理论，它认为宇宙发端于距今约120亿年之前的大爆炸，大爆炸形成了时间、空间和物质。但大爆炸之前宇宙的图景如何，天文学家们至今莫衷一是。

　　据英国《星期日泰晤士报》 报道，霍金与其合作者、英国剑桥大学数学物理教授图罗克最新提出的"开放暴胀"理论认为，宇宙最初的模样像一个豌豆大小的物体，悬浮于一片没有时间的真空，"豌豆"状的宇宙存在的时间与"大爆炸"相隔一个极短瞬间。

　　该理论认为，"豌豆"状的宇宙在"大爆炸"前的瞬间内经历了被称为"暴胀"的极其快速的膨胀过程。另外，霍金和图罗克还根据"开放暴胀"理论推断，宇宙最终将无限地膨胀下去，而不是像一些天文学家所认为的，膨胀到一定程度后会在引力作用下收缩。

　　霍金和图罗克的新理论在科学界引起了不同的反应。"暴胀"理论权威之一、俄罗斯物理学家林德对霍金等的理论提出了批评。林德称，宇宙自始至终存在，试图发现一个起点和所谓的终点是没有意义的。

　　而英国的一些著名天文学家则出言谨慎。他们指出，霍金的新理论完全是按照物理学定律纯理论推算的结果，它是否揭示了宇宙的本质还有待干实际观测的考验。据悉，美国将于两年后发射一颗卫星来测量宇宙大爆炸遗留的微波辐射，这很可能为霍金的理论提供检验。

宇宙的年龄
　　如果星系目前正在彼此远离，那它们过去必定靠得更近，也就是说,较早时代的宇宙，物质密度会更高。继续这一推理就意味着过去必定存在一个有限的时刻，那时宇宙中的物质被压缩为极其高密的状态。按照哈勃定律将星系的距离除以各自的速度，就可估计出那一时刻距今约１００－２００亿年。这段时间对所有星系来说是共同的，那一时刻通常被称为“大爆炸”，也就是我们宇宙的开端。如果这一推论不错，那么宇宙中一切天体的年龄都不应超出这个“宇宙龄”所界定的上限。借助卢瑟福所开创的利用物质中放射性同位素含量测定其形成年代的方法，人们测量了地球上最古老的岩石、“阿波罗号”宇航员从月球上带回的岩石以及从行星际空间掉到地球上的陨石样本，发现它们的年龄均不超过４７亿年。恒星的年龄可以从它们的发射功率和拥有的燃料储备来估计。根据热核反应提供恒星能源的理论，人们估计出银河系中最老恒星的年龄为１００－１５０亿年。用这两种完全不同的方法得到的天体年龄竟与“宇宙龄”协调一致，这对大爆炸宇宙模型当然是十分有力的支持。

宇宙的年龄
　　如果星系目前正在彼此远离，那它们过去必定靠得更近，也就是说,较早时代的宇宙，物质密度会更高。继续这一推理就意味着过去必定存在一个有限的时刻，那时宇宙中的物质被压缩为极其高密的状态。按照哈勃定律将星系的距离除以各自的速度，就可估计出那一时刻距今约１００－２００亿年。这段时间对所有星系来说是共同的，那一时刻通常被称为“大爆炸”，也就是我们宇宙的开端。如果这一推论不错，那么宇宙中一切天体的年龄都不应超出这个“宇宙龄”所界定的上限。借助卢瑟福所开创的利用物质中放射性同位素含量测定其形成年代的方法，人们测量了地球上最古老的岩石、“阿波罗号”宇航员从月球上带回的岩石以及从行星际空间掉到地球上的陨石样本，发现它们的年龄均不超过４７亿年。恒星的年龄可以从它们的发射功率和拥有的燃料储备来估计。根据热核反应提供恒星能源的理论，人们估计出银河系中最老恒星的年龄为１００－１５０亿年。用这两种完全不同的方法得到的天体年龄竟与“宇宙龄”协调一致，这对大爆炸宇宙模型当然是十分有力的支持。

宇宙的年龄
　　如果星系目前正在彼此远离，那它们过去必定靠得更近，也就是说,较早时代的宇宙，物质密度会更高。继续这一推理就意味着过去必定存在一个有限的时刻，那时宇宙中的物质被压缩为极其高密的状态。按照哈勃定律将星系的距离除以各自的速度，就可估计出那一时刻距今约１００－２００亿年。这段时间对所有星系来说是共同的，那一时刻通常被称为“大爆炸”，也就是我们宇宙的开端。如果这一推论不错，那么宇宙中一切天体的年龄都不应超出这个“宇宙龄”所界定的上限。借助卢瑟福所开创的利用物质中放射性同位素含量测定其形成年代的方法，人们测量了地球上最古老的岩石、“阿波罗号”宇航员从月球上带回的岩石以及从行星际空间掉到地球上的陨石样本，发现它们的年龄均不超过４７亿年。恒星的年龄可以从它们的发射功率和拥有的燃料储备来估计。根据热核反应提供恒星能源的理论，人们估计出银河系中最老恒星的年龄为１００－１５０亿年。用这两种完全不同的方法得到的天体年龄竟与“宇宙龄”协调一致，这对大爆炸宇宙模型当然是十分有力的支持。

宇宙的起源
　　宇宙是广漠空间和其中存在的各种天体以及弥漫物质的总称。 　　宇宙是物质世界，它处于不断的运动和发展中。

　　《淮南子.原道训》注：“四方上下曰宇，古往今来曰宙，以喻天地。”即宇宙是天地万物的总称。

　　千百年来，科学家们一直在探寻宇宙是什么时候、如何形成的。直到今天，科学家们才确信，宇宙是由大约150亿年前发生的一次大爆炸形成的。

　　在爆炸发生之前，宇宙内的所存物质和能量都聚集到了一起，并浓缩成很小的体积，温度极高，密度极大，之后发生了大爆炸。

　　大爆炸使物质四散出击，宇宙空间不断膨胀，温度也相应下降，后来相继出现在宇宙中的所有星系、恒星、行星乃至生命，都是在这种不断膨胀冷却的过程中逐渐形成的。

　　然而，大爆炸而产生宇宙的理论尚不能确切地解释，“在所存物质和能量聚集在一点上”之前到底存在着什么东西？

　　“大爆炸理论”是伽莫夫于1946年创建的。它是现代宇宙系中最有影响的一种学说，又称大爆炸宇宙学。与其他宇宙模型相比，它能说明较多的观测事实。它的主要观点是认为我们的宇宙曾有一段从热到冷的演化史。在这个时期里，宇宙体系并不是静止的，而是在不断地膨胀，使物质密度从密到稀地演化。这一从热到冷、从密到稀的过程如同一次规模巨大的爆发。

　　根据大爆炸宇宙学的观点，大爆炸的整个过程是：在宇宙的早期，温度极高，在100亿度以上。物质密度也相当大，整个宇宙体系达到平衡。宇宙间只有中子、质子、电子、光子和中微子等一些基本粒子形态的物质。但是因为整个体系在不断膨胀，结果温度很快下降。当温度降到10亿度左右时，中子开始失去自由存在的条件，它要么发生衰变，要么与质子结合成重氢、氦等元素；化学元素就是从这一时期开始形成的。温度进一步下降到100万度后，早期形成化学元素的过程结束。

　　宇宙间的物质主要是质子、电子、光子和一些比较轻的原子核。当温度降到几千度时，辐射减退，宇宙间主要是气态物质，气体逐渐凝聚成气云，再进一步形成各种各样的恒星体系，成为我们今天看到的宇宙。

宇宙在膨胀吗？
　　夏日夜空，繁星闪烁，不禁使人陷入对宇宙的遐想之中。20世纪10～20年代，天文学家发现远星系光谱线的频率随着它离我们距离的远近而有规律地变比，即谱线红移。1929年哈勃总结出谱线红移的规律是：对遥远星系，红移量与星系离我们的距离成正比，比例系数H叫哈勃常数，这红移叫宇宙学红移。此后，在红外及整个电磁波波段都观测到了这个规律。它被解释为是由星系系统地向远离我们的方向运动时的多普勒效应产主的。这就像火车远离我们行驶时汽笛的声调（即频率）比静止不动时的声调更低一样，由此得出星系都在做远离我们的运动，离我们越远运动速度越快的结论。这就好像是掺有葡萄干的面包在烤箱中膨胀起来一样。这个模型叫宇宙膨胀模型或大爆炸模型。近年来在宇宙膨胀的基础上又提出了爆胀宇宙等多种改进模型。

　　从宇宙膨胀的观点出发，利用哈勃公式反推到过去宇宙中所有天体应该聚集于一点，由于某种原因在它内部产生了"大爆炸"。诞生了现在的宇宙，从而得出了时间是有开端，空间是有限的结论。宇宙从大爆炸到现在究竟经过了多少时间，即宇宙的年龄是多少，这取决于哈勃常数H的大小。最初哈勃常数仅500（公里／秒／百万秒差距），这样算出的宇宙年龄比地球的45亿年的年龄小很多。以后改为50～100之间。若取100，宇宙的年龄只有100亿年，而银河系的球状星团的年龄是150亿年，矛盾很大。若取50，宇宙年龄为200亿年，矛盾不那么明显，因此被大爆炸宇宙论者所赞同，但在观测上，这个数值有些勉强。究竟是多少，一直没有定论。近年来用哈勃太空望远镜观测的结果倾向于取80。这样算出的年龄为120亿年，矛盾还很明显。宇宙将来是一直膨胀下去还是又收缩回来，这要取决于宇宙的平均密度。而宇宙平均密度究竟是多少目前还不能确定，因为观测的距离越远，平均密度越小，下限有没有还不能确定。1965年发现了宇宙空间的2.7K微波背景辐射，被大爆炸论者解释为大爆炸时期的光经过上百亿年后的遗迹，是大爆炸宇宙的一大证据，但这种解释并不是唯一的，因为宇宙空间中充满介质，2.7K微波背景辐射具有黑体辐射的性质，可以解释为宇宙空间中介质发出的温度是2.7K的热辐射。

　　仔细分析起来，问题可能出在将光谱线的红移都解释为星系运动的多普勒效应上。过去，人们曾用多普勒效应解释了银河系内恒星的光谱线移动，从而成功地确定了星系内存在自转现象。但现在天文观测中却发现一些红移现象，若用运动的多普勒效应解释就存在许多困难，这促使人们考虑到必然还有其他机制能产生红移，这里列举几种观测结果。

　　①多普勒效应对同一个天体，其红移量与光谱线的频率无关，因此观测每个星系中不同谱线的红移量，比较它们是否一致，就是鉴别红移是否由多普勒效应产生的一种依据。如果一致，就表示有可能是由多普勒效应产生的；如果不一致，就肯定它至少不完全是由多普勒效应产生的。1949年威尔逊对星系NGC4151的观测结果表明，虽然不同频率的红移量差别不大，但也超出了观测的误差范围，频率越高，红移量越小。这样至少可以认为宇宙红移不完全是由多普勒效应产生的。

　　②从太阳中心到边缘各点发出的同一种谱线，在扣除了各种已知的运动效应后，越靠近边缘的地方红移量越大，在太阳半径90％左右的地方，红移量急剧增加。这意味着太阳上还有某种未知的因素在产生红移。

　　③先驱6号宇宙飞船发射的遥测信号中心频率为2292兆赫，当飞船绕到太阳背面经过太阳边缘时观测到异常红移现象。

　　④类星体红移量一般都很大，如果把这都归结为多普勒效应，算出的距离一般在100百万秒差距以上。由此推算出它发出的总光能力为银河系的100倍；射电能为银河系的10万倍。

　　而由光变周期算出它的直径只有一光年左右，这意味着类星体的辐射密度非常高，但目前一直找不到产生这样高辐射密度的物理机制。有些天文学家认为，类星体的红移中至少有一部分不是由多普勒效应产生的，因而类星体离我们的距离较现在推算的要近得多。

　　⑤星系、类星体相互之间都有成协的现象，即这些天体两两或更多相距较近并有物理联系。观测表明，有些成协天体间红移值相差较大，有些类星体光谱中的吸收线与发射线互不相同，而且不同的吸收线有各不相同的红移值，称为多重红移。

　　既然这些红移不能用多普勒效应解释，那么它产生的原因究竟是什么呢。光在发射时固然有许多因素影响它的频率，但宇宙中这么多天体都如此有规律地只随着远离我们的距离而变化，就难以理解了。光在它漫长的传播路径上经历了几亿至上百亿年的岁月，这期间必然比它在发射的一瞬间有更多的因素影响着它的频率。现在人们了解到，在星系际空间中存在着星系际介质，它的密度在10E-29克／立方厘米以下。成分与银河系的大致相同。除了有能对星光产生可见效应的星系际气体、尘埃和固态物质、低光度星体外，还有大量的基本粒子。

　　据估计，星系间基本粒子的质量占了整个宇宙总质量的绝大部分，它们是看不见的。

　　光与介质的相互作用是复杂的，介质不仅能吸收光，还能再发射光；再发射的光，其频率不仅仅只是 原有的频率，还有其他的频率，只是在原有频率及其附近强度最大。其实，人们早已熟知光子在传播过程中由于与介质的相互作用会逐渐转变成低频的光子。但过去人们认为这只会使谱线衰减而不会产生红移。

　　由惠更斯原理知道，波前上所有粒子产生的子波叠加后能形成具有新频率的平面波。新产生的频率叠加在原有频率上的结果，不像通常认为的那样谱线会被平滑而消失，而是谱线被整体地移动，在远距离传播中，光的频谱的变化就好像在谱卒域中传播的波一样。这里频率域相当于弦，光谱的强度相当弦的振幅，一条谱线对应于弦上的一个波峰，弦上波峰的传播对应于谱线在频率域中传播。这种新型的波叫频域波。如果 新产生的频率电较原来频率低的能量大于较原来频率高的能量，频域波向低频端传播，形成谱线红移；反之，频域波向高频端传播，形成谱线紫移。由实际经验知道，通常总是低频成分多于高频成分，所以实际上常观测到红移。

　　星系际空间是充满介质的，星光必须通过介质才能到达地球，所以光谱线必定会红移，而且距离越远红移量越大，这与哈勃公式是一致的。对宇宙红移来说，应先扣除介质产生的红移效应，剩余部分才可能解释成多普勒效应，这是处理观测数据所必需的步骤。但以前在得出膨胀宇宙模型时，并没有做这件工作，扣除后的结果无非是3种情况：①全部扣完，宇宙是稳定的。②还有剩余，宇宙是膨胀的。不过，这时膨胀速度要比现在认为的速度慢得多，宇宙的年龄也比现在算出的大许多。③是负值，宇宙正在收缩。由于我们目前对宇宙空间的情况了解甚少，虽然对地球上的介质与波的相互作用知道一些，但毕竟对在星系际空间中实际发生的情况知道甚微，也许还有些重要的相互作用没有认识到，介质产生红移扣除的结果很难认为是已经完成。也许我们应当反过来，即从宇宙红移来反推星系际介质的情况，这是因为，我们所看到的宇宙是有层次的，有行星、恒星、星团、星系，星系团，总星系等，它们的平均密度呈指数下降，这些都说明宇宙是不均匀的。地球绕太阳转动，太阳绕银河系中心转动，银河系绕本星系团的中心转动，星系团又绕以宇宙背景辐射所表征的经过平均后的星系际空间的介质运动，宇宙也不是各向同性的。这是我们所能看见的最远的宇宙的情况。

　　大家知道。对于一个引力系统来说，只有具有一定的角动量（旋转）才可能维持比较稳定的结构。因此，我们观察到的宇宙是比较稳定的，可以认为宇宙红移主要是光通过星系际介质时的频域波。正如上面谈到的，宇宙是膨胀的，稳定的还是收缩的，要扣除星系际介质的效应后才能确定。而扣除介质的效应需要对星系际介质有较详细的了解，这在目前还难以做到。也许应该从我们所观测到的宇宙是较稳定的旋转系统出发，用红移资料来反推介质的情况。人类就是这样在不断探索中来认识宇宙的。

宇宙自然选择学说简介
为什么宇宙会是我们观测到的这副样子？为什么它具有目前已测知的那些基本常数值？８０年代初，在宇宙创生大爆炸框架下发展了目前最流行的暴胀宇宙模型：宇宙在大爆炸后不到１秒的时间里膨胀了大约１０-３０倍，大约和橘子一般大小，然后开始以较稳定的膨胀速率，直到现在，大约１５０亿年，成为目前的样子。在这个过程中，物质“疙瘩”逐步形成了星系、恒星以及生命。这个模型暴胀期的长短是个关键。若稍短，物质为充分散开，原生宇宙就有重新坍缩为起点；若稍长，原生宇宙的物质则过于分散，形不成星系和恒星，自然也就不会出现生命和人类。因此出现了暴胀为何如此精确的问题，按照现行的物理学基本定律，大爆炸产生的宇宙其“自然尺寸”应该只有亚原子大小，即普克郎长度１０ ^－３５量级，而这样的宇宙是短命的。前苏联科学家林德提出“自我增殖的宇宙”概念──“最有可能的是，我们正在研究的宇宙是由早期的若干宇宙所形成的。”１９８７年霍金进一步提出了“婴儿宇宙”模型，两个大宇宙通过一个细“管子”连接起来，这个细管子称为“虫洞”，大宇宙为母宇宙，可能存在着从母宇宙分岔出去的另一端是自由的虫洞，这样的管子成为子宇宙、婴儿宇宙。就是说除了我们生存的宇宙之外还可能存在着众多的由虫洞连接起来的其他宇宙。１９９２年，萨莫林在前人基础上提出了宇宙自然选择学说。母宇宙是空间闭合的，犹如一个黑洞，该黑洞在生存了一段时间后坍缩为一个奇点，奇点又会反弹爆炸膨胀为新的下一代宇宙。这个学说的要点是，子宇宙中的物理常数较之母宇宙的物理常数会有小的、或强或弱的随机变异，新生的婴儿宇宙在再次坍缩成奇点前能膨胀到几倍普克郎长度大小，随机变异的物理常数有可能允许小小的暴胀，子宇宙可变的较大，当它足够大时，可分隔为两个或更多的不同区域，每个区域又坍缩为一个新的奇点，新奇点又触发下一代的子宇宙，如此时代相传，有的小宇宙重又坍缩，有的具有某些基本常数值的宇宙能更有效的产生许多黑洞，从而较具有其他某些基本常数值的宇宙留下更多的后代，借用生物进化论的术语，它们是被“自然选择”下来的，经“选择”作用，产生越来越多的黑洞，也就形成了更多的宇宙。如果宇宙确是由以前的宇宙世代经过这种“自然选择”而产生的话，那么应该预期我们生存在其中的宇宙会具有所观测到的样子并正好具有目前测知的基本常数值。这个学说的另一要点是关于恒星的存在。在许多情况下，恒星是黑洞的前身。在气体和尘埃云中，恒星仍在形成。在碳尘埃微粒表面进行着的化学反应使气体冷却并促使气云坍缩。但碳尘埃粒子是从那里来的呢？斯莫林指出碳元素是由核聚变反应产生的这一情况只有在质子的质量稍大于中子的质量时才会发生，如果两者质量之差比氦核的结合能大的多，则质子和中子不可能粘在一起形成氦核，没有氦，聚变反应链在第一阶段便终止了，根本形不成更重的元素，从而使恒星将少得多，自然也不会有多少黑洞，因此在任何一个宇宙中，若其中质子与中子的质量相差较大，将只能产生很少的宇宙，也就没有什么“选择”的余地了。

恒星的演化过程
　　恒星形成后光和热的来源，是其中心由氢聚变为氦的核反应。当这种反应产生的辐射压力达到与引力平衡时，恒星的体积和温度不再明显变化，进入一个相对稳定的演化阶段。恒星在这一阶段停留的时间最长，占其生命的主要部分，可以称为"壮年期"。迄今发现的恒星有９０％处在这一阶段（包括我们的太阳在内）。这一阶段的具体长度取决于恒星质量的大小。对于太阳来说约为１００亿年，而质量比太阳大１０倍的恒星则只有３０００万年。当恒星核心部分的氢全部聚变为氦以后，产能过程停止，辐射压力下降，星核将在引力作用下收缩。收缩产生的热将使温度再次升高，达到引发氦燃烧的程度，结果是将３个氦核聚合成１个碳核。类似的过程继续下去，将合成氧、硅等越来越重的元素，直到合成最稳定的铁为止。这一阶段的恒星经历多次的膨胀收缩，光度也发生周期性的变化，可以说是恒星的"更年斯"。 　　

恒星的形成
　　在１７世纪时，牛顿提出：散布于空间中的弥漫物质可以在引力作用下凝聚为太阳和恒星的设想经过历代天文学家的努力，已逐步发展成为一个相当成熟的理论。观测表明，星际空间存在着许多由气体和尘埃组成的巨大分子云。这种气体云中密度较高的部分在自身引力作用下会变得更密一些。当向内的引力强到足以克服向外的压力时，它将迅速收缩落向中心。如果气体云起初有足够的旋转，在中心天体周围就会形成一个如太阳系大小的气尘盘，盘中物质不断落到称为原恒星的中央天体上。在收缩过程中释放出的引力能使原恒星变热，当中心温度上升到１０００万度以引发热核反应时，一颗恒星就诞生了。恒星的质量范围在0.1-１００个太阳质量之间。更小的质量不足以触发核反应，更大的质量则会由于产生的辐射压力太大而瓦解。近年来，红外天文卫星探测到成千上万个处于形成过程中的恒星，毫米波射电望远镜在一些原恒星周围发现由盘两极射出的喷流。这些观测结果对上述理论都是有力的支持。

恒星的颜色与其表面温度的关系:其他所有恒星也和太阳一样，是炽热的大火球。不过，它们的表面温度并不相同，天文学家发现，恒星的表面温度越高，它发出的光线的颜色越偏向紫色，温度越低，越偏向红色。因此，通过恒星的颜色，可以较为粗略地判断该恒星表面温度的相对高低。

艰难的探索之路
　　1600年，一个名叫布鲁诺的人因为认为在其他的世界也有智慧生命存在而被烧死。从此人类开始探索外星文明的漫长而充满期待的时期。

　　如今有这样一些为数不多的天文学家，他们不怕讥讽，不怕失败的挫折，多少年来一直孜孜不倦地探索着外星文明。

　　保罗·霍罗威兹就是其中的一位。在哈佛大学莱曼物理实验室底层的工作室里，在摆满了古怪离奇的电子元件的桌子之间，立着一个高的线路板支架，这是一个能同时监测2.4亿个不同频率的无线电接收机，就如同桌子上放着2.4亿台收音机。

　　霍罗威兹在7岁时成为世界上最年轻的业余无线电爱好者，他说他最大的快乐是“你能用电子管、变压器和其他器件做成某些玩竟儿，使你能与他人进行交谈。”现在，霍罗威兹在开展一项BETA（10亿通道外星试验）计划。他将制造出尖端的电子产品，以收听到来自太阳系以外的文明之声。

　　霍罗威兹获得了一些私人资助以进行他的BETA计划，其中有卡尔·萨根的行星学会，还有一位热衷于外星文明的大导演史蒂文·斯皮尔伯格，他曾拍摄《外星人》。经费已不成问题，但问题在于射电望远镜该指向何方，以及用什么频率收听。

　　有的人采用两种方法：一种是在同一时间内利用巨大的天线对准一个星体；另一种是利用低功率抛物面天线对天空进行扫描，希望撞上好运。霍罗威兹认为如果有信号，一定非常强，并且所占频段很窄，这样才能与噪声分开。他推测这种信号将是一种指示目标的信号，可能含有怎样进行调谐以获得实际信息的指示。

　　人们怀疑有人接收到外星文明的信号，但是想保密。其实这种情况发生的可能性很小，因为一旦发现，这就是人类历史上最伟大的发现，谁会试图保密呢？并且发现之后，由其他天文学家证实，才能知道你发现的结果。

　　到目前为止，对外星文明的探索没有什么成绩。最近一次有名的呼叫是发生在俄亥俄州立大学，那儿一直在进行探测外星智慧生命的工作。1977年，他们收到一个信号，一位天文学家在打出数据后写下“WOW！”，1分钟后，信号中断，并且再也没有收听到新信号。“WOW！”事件中的信号具有智慧信号的一切特征，但科学家们不能确定它是来自于我们自己的智慧产物，还是来自其他星球的智慧产物。

　　虽然从事探测外星文明的天文学家深知：也许他们毕生的守候到最后只是一场待劳，但是他们仍然愿意继续等待。为什么呢？弗兰克·德雷克说：“推动这些人前进的是，一旦成功，那就是了不起的成功。”德雷克现年65岁，是非营利的探索外星智慧生命研究所所长，在他心目中，来自外星智慧生命的信号将是“最伟大的发现，它将改变我们的生活和未来。这是个令人神往的目标。”

　　很多人以为探索外得文明的研究与UFO有关，据民意测验，60%的美国人认为飞碟来自其他行星，外星人已登上地球。每当弗兰克·德雷克在公众场合出现，总会遭到狂热的飞碟迷的包围。当他试图否定他们的观点时，这些飞碟迷便斥责他“跟政府一起掩盖事实”。有些人还在国际互联网上声称德雷克的工作就是收集和解剖外星人尸体。

　　天文学家吉尔·塔特也是探测外得文明计划坚定的参与者，是她促成了探索外星智慧研究所的“凤凰计划”，这一计划的目标是若干年内监测附近的1000颗星体。在塔特看来，如果知道存在先进的外星文明社会，将会使人类的技术青春不衰。但是塔特怀疑自己能否活到取得探索外得智慧生命成功之时，她已经51岁了，她说：“这可能是我孙女获得成功的项目。”塔特认为，探索外得文明预示着人类的文明，而他们之所以愿意从事这项工作，并不是想“树碑立传”，而是出于好奇心。

　　1995年1月，塔特来到澳大利亚帕克斯天文台，进行凤凰计划的首次探测。这次探测经历了很多困难，比如牧场上成群的苍蝇、日夜不停地观测和排除故障。到7月时，她已经观测了约200颗星体，虽然期间有很多假信号，让塔特激动不已，然而究竟还是没有捕捉到来自外星的信号。

　　不仅如此，探索外得文明的计划还面临着经费紧张。公众和其他科学家虽然认为这件事值得做，但是一旦提到经费却又抱着实用主义的态度。一些探测项目正面临着落马的危险，斯图·鲍耶用母亲给的钱维持着Serenelip项目。曾经发现过“WOW！”信号的俄亥俄州立大学的望远镜也面临着被拆毁的危险，原因是他们没有钱给望远镜上漆，而没有人愿意出这笔钱，望远镜所处土地的地主又想赶走他们。

　　德雷克说：“探索外星智慧生命是一条崎岖不平的路。但是你一旦走上了这条路，你就不想离开它。”霍罗威兹也同意这一看法。他说：“你正在建造横跨40亿年进化的巨大无比的桥梁。我们地球文化的孤立状态将要结束，这多么令人心醉。”也许，有朝一日他们或他们的后继者会发现这些梦想将实现。等待吧，等待，终有一天……