《宇宙演化——天文学人门》

出处：按学科分类—综合性图书 湖北人民出版社《青年读书辞典》第589页（1466字）

【着者】：

G·B·菲尔德、G·L·弗舒尔和C·波纳佩鲁马合着。菲尔德、弗舒尔和波纳佩鲁马，美国现代天文学家。本书介绍了有关宇宙演化的天文学知识。宇宙演化，包括太阳及其行星、恒星、银河系、本星系群、河外星系与星系群、星际与星系际空间、宇宙总星系，以及地球乃至地外生命的起源、发展历史和未来趋势等方面。现有的天文学知识，已为我们初步勾勒了宇宙的图景。自哥白尼建立“日心说”以来，人类的视野不断被科学技术的力量拓宽。我们现今已知悉，地球以30公里／秒的速度环绕太阳运行，太阳是银河系约2千亿颗恒星中的一颗。太阳与其行星以250公里／秒的速度环绕银河系中心运行，每2亿5千万年转一周；银河系与附近的约20个星系组成称作“本星系群”的小星系团。银河系相对于散布在宇宙空间各方向上的距离在1亿光年之内的漩涡状本星系群的中心以450公里／秒的速度运动；而本星系群则以800公里／秒的速度相对于以宇宙背景辐射为表征的星系际空间介质运动；就人类目前所能观察到的宇宙区域而论，本星系群以外的宇宙空间，大约有几十亿个星系；在更深远的宇宙空间，由广泛的观测发现，存在着几千个暗弱的射电源，但至今尚未找到它们所对应的光学天体。除星系之外，宇宙中还有类星体；星际间有大量的星际尘埃、星际氢、其他星际原子(如钠和钙)及星际分子(如一氧化碳、水、氨、醛、氢氰酸、甲醇、蚁酸、丙炔腈等等)。书中指出，相当多的星际分子，已从模拟早期地球条件的实验室试验中获得。这反映了生命现象是物质运动的某种过程。生命活动在广袤无垠的宇宙中也许不是唯一的。在星系际空间，1974年首次观测到巨大的氢气体云。它表明星系际空间可能存在质量约10倍于星系物质的星系际气体。本世纪20年代以来，天文学家在观察遥远的河外星系时发现，除距银河系约780万光年的Sc星系(NGC253)正以70公里／秒的速度接近银河系之外，每个河外星系的光谱都是向红端移动的。若红移主要是由多普勒效应引起，则说明所有的河外星系正以不同于行星公转和银河系自转的方式运动。它们背离银河系退行，使各星系不能复原到各自的初始位置上。这一结果说明了宇宙存在最大尺度上演化的一致性，即宇宙开始于一次大爆炸，星系系统正处在一种被称为“宇宙膨胀”的演化过程之中。宇宙背景中的黑体辐射、星体中的氦丰度以及宇宙空间中存在的氘丰度等事实就是宇宙膨帐的一些证据。若以遥远宇宙空间相距326万光年，分离速度为50公里／秒的两个星系为计算对象，大约2百亿年前它们是处在同一个地方的。这一时间叫做哈勃时间，它是宇宙年龄的估计值。在一个哈勃时间内，以接近光速运行的最远的星系所走过的距离是2×10¹⁰光年，这一距离叫做哈勃半径。它是宇宙大小的估计值。作者指出，天文观察的结果向我们揭示，宇宙天体的演化也经历着生物产生、发展和衰亡那样的过程。在地球形成及地球上出现生命的时期内，许多代恒星早已诞生并衰亡过了。太阳的未来是肯定的，大约在50亿年以后，它将收缩成一颗白矮星。更遥远的宇宙未来，对天文学家来说是不确定的。它或者是一个“开宇宙”，或者是一个经历“平宇宙”和“闭宇宙”的振荡的宇宙。这样或那样的结局，都不是以人的意志为转移的。但科学探索已给予我们暗示：地外生命和宇宙迁徙，将带给人以无限鼓舞。作者用冷静思辨的头脑和丰富、确凿的资料，生动地描绘了一幅宇宙演化的图画。无论是从研究宏观、宇观等大尺度的物质世界的科学角度看，还是从认识世界本质的哲学角度看，对青年朋友来说，这本书都是相当有价值的。