宇宙星系 各大星系分别怎么样形成？

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。

宇宙空间中遍及星系，其总数约为万亿元颗，而且每粒星系的尺寸和孔径都特别的极大，每粒星系都能够容下最少1000亿颗恒星，黑洞因为其强悍的品质和吸引力，它逐渐吞食周边的一切，最后品质越来越大，吸引力危害的标准便会越来越越来越大，它逐渐吞食很多的宇宙空间汽体浮尘，在这里一环节中它连自身的伙伴也绝不放过。

由于前期的恒星品质尺寸不一样，因而黑洞的高低也不一样，进而黑洞在吞食类似后，逐渐极速的生长发育。当黑洞发展到一定的时时刻刻，周边的恒星逐渐紧紧围绕着它转，限期是近期的一批恒星，之后范畴慢慢的提升， 在品质提升的与此同时，暗能量逐渐发生在任何的恒星中间，就是这样星盘分析问世了。而这一时时刻刻黑洞也发展为了更好地终极形态，在作用力的直接影响下。

根据角动量守恒的基本原理星系逐渐转动，最后越来越变的越来越快，星系从此问世！一直到今日，产生了孔径数十万年的星系。星系的外形也是稀奇古怪，绝大多数星系具备旋涡构造，还有些是球状或等同于球状构造，核球外边是一个很薄的园盘，从核球边缘附近有两根或更好几条旋臂向外拓宽出来。球状星系与涡流星系不一样，球状星系较为圆，有的比较扁。

如果是旋涡星系就不一样了，在其中一种叫做棒旋星系，事实上它是一种很独特的旋涡星系，呈杆状，棒的核心一部分像有一根轴串着，再从轴的两边星系是恒星、汽体和浮尘的结合体，有一些较小的星系仅有数千颗恒星，而一些比较大的星系则有数十万亿颗恒星。星系的高低也是差别极大，有一些矮星系的直径很有可能仅有千余万光年，而有一些大中型星系的孔径可达几百万万光年。

我们知道，恒星是一个由核聚变而发光发热的星体，要成为恒星就必须要有核聚变，那么要怎样才能发生核聚变呢？哪就要看物质的结构了，宇宙中的物质本身没有行为，但韵含着的4种力（强力、弱力、电磁力、引力）却决定了宇宙的一切。单颗原子中最强的是强力，它存在强子之中，核能就是靠它产生的，但由于它只在原子核的直径范围内起作用，因此单个原子中可以忽略，要产生核能就要让它和别的原子中的强力结合；核聚变必须要有中子，而弱力可以使质子衰变成中子并释放出射线，这种力是核聚变不可缺少的：而能否使核聚变发生关键的是电磁力，它比强力小100多倍，不过它延伸得比强力远，一般情况下强力都是被电磁力封闭着，如果突破不了它，也就不会发生核聚变，其实电磁力是一种温和而美好的力，它天生就有 正和负，永远不会过分，所谓阴阳生万物，因此它就构成了宇宙丰富的物质形态——包括生命；引力是最弱的力，在单个原子中比电磁力弱几万万亿分之一，但宇宙对它几乎没有限制，因此它将会以多胜少，最终统治整个宇宙。 宇宙的主要成份上氢元素，由于引力的作用下，它们不断的聚集，随着它越聚越多，引力也随着它的质量增大而增大，密度也随之增大，因为万有引力使它不断的运动，因此它就好象是滚雪球一样在太空中越滚越大，当大到一定的程度时它不但可以控制周边的行星围绕它运动，同时它的每个原子的引力向中心塌缩并输送压力和热量，当核心达到1000万度以上的高温时，电磁力再也阻挡不了高温高速奔跑的原子核，强子在瞬间结并发出巨大的能量——这就是核聚变，也是宇宙中所有的恒星的诞生方式 。——————虽然太阳稳定的燃烧了几十亿年，但它终究不是永恒的，它的氢不断的聚变成氦，根据太阳的质量计算，大约再过40亿年太阳的氦核聚变将启动，也就是说，在太阳的体内会产生一个新的太阳，这个温度更高的太阳将会把外面温度低的太阳推出去，它的体积因此而可以膨胀100万倍以上，恒星在临近熄灭时不但不会减少它的热能，而恰恰相反，一个亿百岁的太将会把几亿公里的范围变成火海，地球最终也将会被它吞噬，恒星在死亡前都会显得非常辉煌，而这种辉煌将会毁灭地球。太阳只有两次的核聚变，90亿年的氢聚变和大约10亿年的氦聚变，当氢燃烧完后太阳的引力将会继续塌缩并且将没有低抗，此时它的力结构也会出现不稳定的现象从而喷发出一些外围物质并形成艳丽的光环，在宇宙中有很多这样的光环，这都是像太阳这种恒星的死亡符号，不知道它们其中有没有孕育过生命，并且有没有进化成为智能，有没有在死亡前寻找到新的居住地，幸运的是我们人类还有40亿年的时刘来做准备，死亡太阳的大部份物质仍然被引力牢牢控制着，由于引力不足以产生比氦元素更重的碳元素核聚变，因此它只好忍受塌缩，最终安静的变成一个和地球直径差不多的白矮星，尽管它的模样改变了，但仍然可以控制着太阳系留下来的行星，这就是太阳的一生。———————————————在巨大的超新星爆炸后，将会出现引力的奇迹，巨大的引力把物质都化为无形，黑洞也就形成了，连光都被吸回它的表面。银河系中心就是一个巨大黑洞，我们太阳系以每秒340公里围绕它运转。

阶式结构能很自然地解释星系的形状。星球与气体在螺旋星系中是以圆形的轨道运行，因此这些星系的结构受角动量控制。根据标准说法，当宇宙都是原星系的时候，原星系彼此会施加潮汐力，从而导致它们旋转起来。

当原星系塌缩，每一星系就留有一些净角动量；当原星系里的气体开始冷却，它就收缩并开始掉入中心。好比当溜冰的人把手臂收起来时，可以转得比较快，气体收缩时也会愈转愈快。所以气体就扁平下来，如同地球因为旋转的关系，比一粒完美的圆球要稍扁一些。最后气体的转速快到离心力与重力相等。当气体达到离心平衡时，它已经扁成一薄薄的圆盘。圆盘的密度够大，使得气体开始凝聚成云，星球也从中形成，螺旋星系就诞生了。

为什么还会有星系不是螺旋星系？椭圆星系怎么来的？长久以来，天文学家有两种对立的看法。第一种观点认为，今天存在于椭圆星系与核球之中的星球，多数是在早期的一次全面塌缩中形成的。另一种观点则认为，椭圆星系是较晚才出现的，它们是螺旋星系合并的后果。

这第二种看法最近越来越受欢迎。用精密的电脑模拟来研究两个螺旋星系合并的过程，发现重力场剧烈的起伏会摧毁掉两个圆盘。星系里的星球散得太开，不会直接相撞，所以合并过程颇类似黑暗物质的剧烈松弛。如果两星系的质量相当，合并的结果就是一个平滑的星团，性质与椭圆星系非常接近。原先两个盘形星系中的大半气体失去了角动量，快速落入中心。在那里，气体的密度增高，因而争相形成星球。后来，新的气体落进来，冷却后形成绕着椭圆体的圆盘，结果就是螺旋星系的中心有个核球。

合并时星球形成的效率很高，合并模型可以解释星系形态与密度的关系，一个位于高密度环境的星系会进行多次合并，所以比较容易变成椭圆星系。

观测数据证实了合并与交互作用在早期宇宙间很寻常。哈勃太空望远镜的影像显示，很多远古的星系有受扰动过的形态，这是交互作用的证据。再者，有些星系中星球正以疯狂的速度形成，若将时间往回推，这种星系的数目增加很快。或许这就是第一次天文学家可以直接看到椭圆星系的形成。

如果椭圆星系及螺旋核球与星系合并有关，则或许超大质量黑洞也是从合并中产生的。黑洞质量和外围椭圆星系或核球的质量密切相关，而与螺旋圆盘的质量关系不大。我们可以推广合并模型来涵盖超大质量黑洞，因此也涵盖了活动星系核（AGN）。于合并过程中注入中心的丰富气体，也许可以让蛰伏的黑洞恢复生机。

至于矮星系，在阶式结构中它们是剩余的东西，可以说是还未成形的小凝聚体。观测显示，矮星系中的星球形成过程非常古怪。在比较大的星系中，如银河系，星球形成的速率较固定。这些结果很奇怪，因为天文学家常常假设一个星系的质量决定其产生星球的能力。在轻量级的星系中，超新星爆炸很容易骚扰甚至去除气体，因而中断星球形成过程。即便是最小的扰动，都可能有巨大的效应。由于对于起始条件的变化以及偶发事件非常敏感，这或许可以解释矮星系的异质性。

尽管星系形成的标准模型非常成功，研究人员还是没有把所有的过程弄清楚。尤其是他们还没有解决一些令人困惑的问题。黑暗物质晕内气体冷却过程的最简单图像正面临着一个重要问题，称为“冷却灾难”。如果计算冷却速率，我们会发现，气体应该很迅速地冷却而聚集在晕体的中央。这样，星系间就应该是空无一物，可是这与事实不符，天文学家猜测一定有防止气体冷却下来的额外能量输入。

另外一个问题是角动量。模型中原星系所得到的角动量，大小与实际在螺旋星系里看到的差不多。只要气体保有其角动量，CDM模型就可以产生与实际大小一致的螺旋星系。不幸的是，模拟中的角动量会漏掉，其中大部分于星系合并时传给黑暗物质。结果模拟出来的盘面比实际小了10倍。很显然，这些模型还少了一项基本要素。

2007年8月8日，美国哈佛－史密森尼恩天体物理学中心拍摄的4个巨大的星系在太空中连环相撞，宇宙中将产生迄今为止最大的星系。

第三项矛盾与矮星系的数量有关。阶式理论预测低质量的黑暗物质晕应该很多，矮星系也是一样，但是我们却看不到那么多。在银河系附近，低质量的矮星系数量比理论预测少了10～100倍。所以黑暗物质晕不是根本就不存在就是至今还未探测出来。

除非放弃整个模型，或是改变黑暗物质性质的描述、修正冷却气体如何转换成星球的理论。由于CDM模型在比星系更大的尺度上非常成功，多数天文学家舍不得放弃这个模型，于是他们致力于改进星球形成理论。现行的模型忽视了一些过程，这些过程的尺度比一般星系小很多。现今的超级电脑也还没有能力将这些过程完整纳入考量。

然而星球形成过程对星系结构的影响极大。

一些天文学家认为，星球的行为可以一次解决三个问题。从星球释出的能量可以加热气体，也就消除掉“冷却灾难”。加热也可以让落入星系中心的气体慢下来，因而可以减低气体要将角动量传给黑暗物质的倾向，这样就减缓角动量问题。超新星爆炸会将质量从星系驱逐出来，回到星系际介质。对于低质量的晕体，因为脱离速度很小，这个过程会非常有效率，使得几乎没有星球形成，如此就可以解释为什么所看到的矮星系比预期要少。

行星是从黑洞中产生的。银河系中央的小型黑洞超速“喷射”行星。

实际上小型黑洞要比特大质量黑洞喷射更多数量的行星。1988年，美国洛斯·阿拉莫斯国家实验室物理学者杰克---希尔斯预言，银河系中央的特大质量黑洞能破坏双子行星平衡，束缚一颗行星，并以超高速将另一颗行星喷射出银河系。

自2004年以来，天文学家共发现9颗被特大质量黑洞高速排斥的行星，他们推测这种特大质量黑洞的质量是太阳的360万倍。然而，美国哈佛--史密森天文物理中心赖安---奥利里和阿维---利奥伯从事的研究表明，银河系中央许多小型黑洞喷射出大量行星。

被特大质量喷射的行星速度达到709公里/秒，它们在银河系引力束缚下速度可能会更慢，估计这些行星被喷射时的初始速度达到1200公里/秒。

然而，被小型黑洞喷射的行星速度要更快，行星在小型黑洞的排斥作用下可达到2000公里/秒速度脱离银河系。

扩展资料

行星是自身不发光的，环绕着恒星的天体。一般来说来行星需要具有一定的质量，行星的质量要足够的大，以至于它的形状大约是圆球状，质量不够的被称为小行星。“行星”这个名字来自于它们的位置在天空中不固定，就好像它们在行走一般。

太阳系内的肉眼可见的5颗行星是：水星，金星，火星，木星，土星。人类经过千百年的探索，到16世纪哥白尼建立日心说后才普遍认识到：地球是绕太阳公转的行星之一，而包括地球在内的八大行星则构成了一个围绕太阳旋转的行星系──太阳系的主要成员。

在主要由恒星组成的天空背景上，行星有明显的相对移动。离太阳最近的行星是水星，以下依次是金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星。

从行星起源于不同形态的物质出发，可以把八大行星分为三类：

类地行星（包括水、金、地、火）、巨行星（木、土）及远日行星（天王、海王）。

行星环绕恒星的运动称为公转，行星公转的轨道具有共面性、同向性和近圆性三大特点。所谓共面性，是指八大行星的公转轨道面几乎在同一平面上；同向性，是指它们朝同一方向绕恒星公转；而近圆性是指它们的轨道和圆相当接近。

-行星