如果用數(shù)據(jù)說話,本屆宇宙的狀態(tài)是這樣的:
奇點(diǎn)球爆炸后的第一秒鐘,大量質(zhì)子、中子和電子從母球中凝聚而成、噴涌而出。100秒后,質(zhì)子和中子開始結(jié)合成氦原子核。兩分鐘之內(nèi),構(gòu)成自然界的所有原子的成分就都產(chǎn)生出來了。再經(jīng)過三十萬年,宇宙就已冷卻到氫原子核和氦原子核足以俘獲電子而形成原子了。這些原子在引力作用下緩慢地聚集成巨大的纖維狀云。不久,星系就在其中形成了。十億年后,氫云和氦云開始在引力作用下集結(jié)成團(tuán)。隨著云團(tuán)的成長,初生的星系即原星系開始形成。這時(shí)的宇宙較小,各個(gè)原星系之間靠得比較近,因此相互作用很強(qiáng)。于是,在較稀薄的大片云團(tuán)中凝聚出一些較小的云,而其余部分則被鄰近的云所吞并。同時(shí),原星系由于氫和氦的不斷落入而逐漸增大。
原星系的質(zhì)量變得越大,吸引的氣體也就越多。一個(gè)個(gè)云團(tuán)各自的運(yùn)動(dòng)加上他們之間的相互作用,最終使得原星系開始緩慢自轉(zhuǎn)。這些云團(tuán)在引力的作用下進(jìn)一步坍縮,一些自轉(zhuǎn)較快的云團(tuán)形成了盤狀,其余的大致成為橢球形。這些原始的星系在獲得了足夠的物質(zhì)后,便在其中開始形成恒星。
人類把這種由千百億顆恒星以及分布在他們之間的星際氣體、宇宙塵埃等物質(zhì)構(gòu)成的,占據(jù)了成千上百億光年空間距離的天體系統(tǒng)叫做“星系”。太陽就是銀河系中普通的,也是最有代表性的一顆恒星。
星系成群地聚集在一起,就像地球上海洋中的群島一樣鑲嵌在宇宙空間浩瀚的氣體云中,這樣的星系團(tuán)和星系際氣體伸展成纖維狀的結(jié)構(gòu),長度可達(dá)數(shù)億光年。如此大尺度的星系的群集在廣闊的空間呈現(xiàn)為球形。
絕大多數(shù)星系有著相近的形狀,人類將他們歸納為四種類型:有著橢圓形狀明亮外觀的普通星系叫橢圓星系;有棒狀結(jié)構(gòu)貫穿星系核的旋渦星系及螺旋星系叫棒旋星系;圓盤形狀加上彎曲旋渦臂的星系叫旋渦星系;受到鄰近其他星系影響的過渡星系,以及其他缺乏有條理結(jié)構(gòu)的小星系叫不規(guī)則星系。另外,還有一些類星系。
典型的星系,從只有數(shù)千萬顆恒星的矮星系,到有上兆顆恒星的橢圓星系都有,他們都環(huán)繞著一個(gè)質(zhì)量中心運(yùn)轉(zhuǎn)。除了單獨(dú)的恒星和稀薄的星際物質(zhì)之外,大部分的星系都有數(shù)量龐大的多星系統(tǒng)、星團(tuán)以及各種不同的星云。
在可觀測宇宙中,星系總數(shù)達(dá)到一千億個(gè)以上。星系際空間充滿了極稀薄的等離子,平均密度小于每立方米一個(gè)原子。多數(shù)的星系會(huì)組織成更大的集團(tuán),成為星系群或團(tuán),而星系群又會(huì)聚集成更大的超星系團(tuán)。這些更大的集團(tuán)通常被稱為大尺度纖維結(jié)構(gòu),分布于宇宙中巨大的空洞周圍。
星系大小差異很大。橢圓星系直徑在3300光年到49萬光年之間;旋渦星系直徑在1.6萬光年到16萬光年之間;不規(guī)則星系直徑大約在6500光年到2.9萬光年之間。
星系的質(zhì)量一般在太陽質(zhì)量的100萬到1兆倍之間。
星系內(nèi)部的恒星在運(yùn)動(dòng),而星系本身也在自轉(zhuǎn),整個(gè)星系也在空間運(yùn)動(dòng)。通常人們認(rèn)為,星系的自轉(zhuǎn),順時(shí)針方向和逆時(shí)針方向的比率是相同的。但是根據(jù)觀察結(jié)果,卻是逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)的星系更多一些。
大多數(shù)星系具有紅移現(xiàn)象,說明這些星系在空間視線方向上相互之間的距離越來越遠(yuǎn),這正是奇點(diǎn)母球賜予的推力慣性所致。