五、星系和恒星的期间(2)
倘使宇宙在全部的范畴里都肯定匀称同质并各向同性的话,引力绝无胜出的时机。真要那样,今日也就没有星系、恒星、行星和人类,而只有原子希罕地疏散在太空之中。……这完全得益于宇宙最初之时显现的不匀称和各向异性。……本相是什么造成了这种为宇宙间全部布局埋下了种子的不匀称和各向异性的呢?……量子力学报告我们,在最小的标准范畴内中,物质的漫衍不行能连结匀称和各向同性。由于物质成为一种哆嗦质量——不停消逝,又不停再生的粒子,物质漫衍的随机颠簸不停显现,消逝,再显现,巨细各不雷同。在恣意一个特定的时间点上,宇宙空间的有些地区的粒子比另外地区略微多一点点,是以密度也就略微大一些。……那些密度略微大一点的地区有大概依附引力的作用吸引略微多一点的粒子,随着时间的推移,宇宙中这些略微浓厚的地区就形成告终构。
——尼尔·德格拉斯·泰森《万物劈头》
宇宙微波配景辐射(CMBR)是来自宇宙空间配景上的各向同性的满盈整个宇宙的微波辐射,是“大爆炸”后遗留下来的热辐射。宇宙微波配景是宇宙中最陈腐的光,它孕育发生于在宇宙暴胀38万年后的“光子脱耦期”,它被以为是“大爆炸”的“余烬”,匀称地漫衍于整个宇宙空间。它表现了宇宙形成初期微小的温度涨落,对应着局部密度的渺小差别(约莫十万分之一)。这些微小的涨落也就成为将来全部物质布局的种子,随后的10亿年逐步演化成宇宙大范围漫衍的恒星和星系。从宇宙微波配景辐射光谱图上可以看出,较大热雀斑的地区将会成为将来星系团和超星系团形成的地区,较大冷雀斑的地区将会成为全然没有大块布局的“空缺区”。
星际空间中重要漫衍着气体和微尘,此中大部门气体是由疏散淡薄的氢原子、氦原子构成,均匀密度只有1个原子/厘米³,温度通常在-250℃。在原子聚拢较多的地方,密度可以到达均匀值的上百万倍。微尘则重要由重元素构成的固态微粒,其密度更低。假如星际空间中的气体和微尘都是匀称漫衍的,那么无论行星照旧恒星以及更庞大的物质形态都是不行能显现的,宇宙将会是一片黑暗。当几百上千个原子聚拢在一路,固然温度很低,但它们所孕育发生的热量仍旧可以或许反抗万有引力。本相几多个原子(氢和氦)聚拢在一路,才气够形成充足大的引力,使得聚拢在一路的气体不会重新疏散到宇宙空间?答案是10⁵⁷个原子——与太阳的质量差未几。总的来说,恒星都是由巨细不等的原子团进化而成的,我们所知的恒星范围从太阳的质量的1/10到100倍不等。
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