宏观上的宇宙

没有人真正知道是什么引发了宇宙诞生，我们只是叫它“大爆炸”。但是，正如此前我们的另一本书《从当前到无限》（From Here to Infinity）所介绍的，有充分的证据表明，在137亿年以前，某种东西在那个充满热量、密度无穷大的“种子”中触发了宇宙的大爆炸。大爆炸中喷涌而出的并不仅仅是我们日常所见的物质，如我们在现今宇宙空间中所能见到的原子。我们能看到原子物质是因为它们能变热，然后就能辐射光；这就是恒星能发光的原因。但是在宇宙里还有另一种物质，它们不发光，被平淡地称为暗物质（天文学家有时候有点儿缺乏想象力）。暗物质很重要，尽管不发光，但它们会发生引力作用，而且事实上暗物质存在的量很多，比原子物质多得多。

大爆炸之后，宇宙开始膨胀，暗物质的引力把万物拉到一起，形成团块，否则它们都会飞散开来，甚至由于密度太低无法形成恒星。在暗物质和原子物质的混合聚集区，由氢气和氦气组成的巨大的气体云发生塌缩，形成了一个个恒星的小岛。每个恒星的小岛叫作一个星系，由引力吸着在一起。而由诸多星系组成的整个星系团也是由引力维系在一起的，每个星系团中的星系互相绕转运动，像蜜蜂在蜂群周围嗡嗡地飞。但即使在今天，星系团之间还在随着宇宙空间的暴胀而互相远离。

包括太阳和地球在内，所有重要的东西（除了大爆炸本身）的诞生都发生在其中的一个星系内，我们称这个星系为银河系。银河系有一个比较扁平的、由恒星组成的盘。星系盘非常大，即使光从一端传播到另一端也要花10万年，因此我们说它的直径大约是10万光年。从更长远的尺度来看：光速是每秒30万千米，从太阳到地球有1.5亿千米，所以光的传递时长是8分钟多一点。在银河系的中央有一个核球，它很像一个巨大煎蛋的蛋黄，大约有23000光年宽，3000光年厚。而在核球区之外，星系盘只有1000光年厚，所以它的直径比厚度要大100倍。整个系统都在围绕着星系盘的中心旋转。

除了我们看不到的暗物质，星系空间中还包含着上千亿颗恒星，它们有些比太阳大，有些比太阳小，但或多或少都很像太阳。太阳确实是一颗普通的恒星。银河系的跨度非常大，以至于离太阳最近的恒星也有好几个光年远。这就是为什么夜空中的星星看起来都是一个个小点，而不是太阳那样的大光球。

银河系中心的核球区里只有古老的恒星，几乎没有气体和尘埃。在那里，所有用来制造恒星的材料都被用光了。但是星系盘上包含了各种不同年龄的恒星和大量的气体云与尘埃云，在这个恒星的苗圃中，新的恒星一直在诞生。太阳处于从银河系中心到盘边缘2/3的地方，绕银河系中心一圈大概需要2.25亿年。但太阳是怎么来的呢？