为什么银河是物理学的东西

‘壹’ 为什么实证物理学家认为银河系是假想

银河系图片是根据已知信息模拟出来的，因为我们在其中，不能实际观测到其形状

‘贰’ 银河是河吗为什么

银河不是银河系，而是银河系的一部分投影在天上时，地球上所能看到的亮带。可参考“银河系”词条以区别二者。】
银河简介
[编辑本段]
银河（Milky
Way），我国民间又称“天河”。它看起来像一条白茫茫的亮带，从东北向西南方向划开整个天空。在银河里有许多小光点，就像撒了白色的粉末一样，辉映成一片。实际上一颗白色粉末就是一颗巨大的恒心，银河就是由许许多多恒心构成的。太阳是其中的一颗恒心。像太阳这样的恒心在银河中2000多亿颗。在太空俯视银河，看到的银河像个旋涡。

晴朗的夜空，当你抬头仰望天空的时候，不仅能看到无数闪闪发光的星星，还能看到一条淡淡的纱巾似的光带跨越整个天空，好像天空中的一条大河，夏季成南北方向，冬季接近于东西方向，那就是银河。过去由于科学还不发达，不知道它究竟是什么，就又给了它一个名称叫做天河，所以我国民间还流传着牛郎织女每年七夕在鹊桥相会等许多神话故事。
实际上，银河是银河系的一部分，银河系是地球和太阳所属的星系。因其主体部分投影在天球上的亮带被我国称为银河而得名。是我们置身其内而侧视银河系时所看到的它布满恒星的圆面。由于星星发出的光离我们很远，数量又多，又与星际尘埃气体混合在一起，因此看起来就像一条烟雾笼罩着的光带，十分美丽。
银河各部分的亮度是不一样的。靠近银心的半人马座方向比其他部分更亮一些。

‘叁’ 银河是一个巨大的什么系统这个系统被成为什么

银河系是一个巨型旋涡星系,Sb型,共有4条旋臂.包含一、二千亿颗恒星.银河系整体作较差自转,太阳处自转速度约220千米／秒,太阳绕银心运转一周约2.5亿年.银河系的目视绝对星等为－20.5等,银河系的总质量大约是我们太阳质量的1万亿倍,大致10倍于银河系全部恒星质量的总和.这是我们银河系中存在范围远远超出明亮恒星盘的暗物质的强有力证据.关于银河系的年龄,目前占主流的观点认为,银河系在宇宙诞生的大爆炸之后不久就诞生了,用这种方法计算出,我们银河系的年龄大概 在145亿岁左右,上下误差各有20多亿年.而科学界认为宇宙诞生的“大爆炸”大约发生137亿年前.银河系是太阳系所在的恒星系统,包括一千二百亿颗恒星和大量的星团、星云,还有各种类型的星际气体和星际尘埃.它的总质量是太阳质量的1400亿倍.在银河系里大多数的恒星集中在一个扁球状的空间范围内,扁球的形状好像铁饼.扁球体中间突出的部分叫“核球”,半径约为7千光年.核球的中部叫“银核”,四周叫“银盘”.在银盘外面有一个更大的球形,那里星少,密度小,称为“银晕”,直径为7万光年.银河系是一个旋涡星系,具有旋涡结构,即有一个银心和两个旋臂,旋臂相距4500光年.其各部分的旋转速度和周期,因距银心的远近而不同.太阳距银心约2.3万光年,以220～250千米/秒的速度绕银心运转,运转的周期约为2.4亿年.银河系物质约90％集中在恒星内 .恒星的种类繁多.按照恒星的物理性质、化学组成、空间分布和运动特征,恒星可以分为5个星族.最年轻的极端星族Ⅰ恒星主要分布在银盘里的旋臂上；最年老的极端星族Ⅱ恒星则主要分布在银晕里.恒星常聚集成团.除了大量的双星外,银河系里已发现了1000多个星团.银河系里还有气体和尘埃,其含量约占银河系总质量的10％,气体和尘埃的分布不均匀,有的聚集为星云,有的则散布在星际空间.20世纪60年代以来,发现了大量的星际分子,如CO、H2O等 .分子云是恒星形成的主要场所.银河系核心部分,即银心或银核,是一个很特别的地方.它发出很强的射电、红外,X射线和γ射线辐射.其性质尚不清楚,那里可能有一个巨型黑洞,据估计其质量可能达到太阳质量的250万倍.对于银河系的起源和演化,知之尚少.银河系的总体结构是：银河系物质的主要部分组成一个薄薄的圆盘,叫做银盘,银盘中心隆起的近似于球形的部分叫核球.在核球区域恒星高度密集,其中心有一个很小的致密区,称银核.银盘外面是一个范围更大、近于球状分布的系统,其中物质密度比银盘中低得多,叫作银晕.银晕外面还有银冕,它的物质分布大致也呈球形.观测到的银河旋臂结构2005年,银河系被发现以哈柏分类来区分应该是一个巨大的棒旋星系SBc(旋臂宽松的棒旋星系),总质量大约是太阳质量的6,000亿至30,000亿倍.有大约1,000亿颗恒星.从80年代开始,天文学家才怀疑银河是一个棒旋星系而不是一个普通的螺旋星系.2005年,斯必泽空间望远镜证实了这项怀疑,还确认了在银河的核心的棒状结构与预期的还大.银河的盘面估计直径为100,000光年,太阳至银河中心的距离大约是26,000光年,盘面在中心向外凸起.银河的中心有巨大的质量和紧密的结构,因此强烈怀疑它有超重质量黑洞,因为已经有许多星系被相信有超重质量黑洞在核心.就像许多典型的星系一样,环绕银河系中心的天体,在轨道上的速度并不由与中心的距离和银河质量的分布来决定.在离开了核心凸起或是在外围,恒星的典型速度是每秒钟210～240公里之间.因此这星恒星绕行银河的周期只与轨道的长度有关,这与太阳系不同,在太阳系,距离不同就有不同的轨道速度对应着.银河的棒状结构长约27,000光年,以44±10度的角度横亘在太阳与银河中心之间,他主要由红色的恒星组成,相信都是年老的恒星.

‘肆’ 银河系是什么来的

银河系 是星系的典型代表，由1500～2000亿颗恒星和无数的星际物质组成。银河系主体部分称银盘，直径8.5×104l.y.（光年）（1l.y.=94600×108km），中央呈近似球形隆起的部分，称为核球，直径104～1.3×104l.y.，厚约104l.y.，是恒星高度密集区域；核球的中心称为银核，是银河系的质心。肉眼见到的银河就是银河系主体在天球上的投影。银盘外围被恒星密度很稀的扁球状银晕所包围，直径达到10×104l.y.（图2-1，左；1×103秒差距（pc）=3261.6l.y.）。

从垂直银河系平面的方向看，银盘内恒星和星际物质在磁场和密度波影响下分布并不均匀，而是由核球向外伸出的四条旋臂组成旋涡结构（图2-1，右）。旋臂是银河系中恒星和星际物质的密集部位。

太阳是银河系众多恒星中的普通一员，它位于银盘中心平面（银道面）附近和一条旋臂（猎户座旋臂）的内缘，距银核约2.7×104l.y.处。

（2）太阳在银河系内的运动

银河系的旋涡结构反映了自身存在自转运动，也就是银河系中的恒星、星云和星际物质都绕银核旋转。太阳绕银核旋转的速度为250km／s，旋转一周约2.5×108～3×108y，称为银河年。

银河系内不同星体间的运动也存在复杂的情况。有人提出太阳在旋转过程中可能发生两种周期性变化。一种是从银河系侧面看，发生在银道面上下的往复波动，大体每隔35百万年就穿越银道面一次。另一种是从银河系平面看，由于不同星体旋转速度不等，太阳与银河系四个旋臂并不同步并行，大体每隔75百万年就穿越旋臂一次。上述假说在天文学研究领域内尚待进一步验证。

2、星系运动和总星系

（1）银河系的运动和河外星系

银河系除存在自转外，同时整体以214km／s的速度向着麒麟座方向运动。近些年天文学研究已陆续发现，宇宙空间中存在500亿个类似银河系的恒星系，它们自身直径也达十万光年左右，离银河系则有几十亿至上百亿光年之遥，称为河外星系。若把可见宇宙比作广阔的海洋，它们只不过是散布其中的岛屿，也称为宇宙岛（world island）。

（2）从星系团到总星系

10万光年尺度的星系在空间分布并不均匀，它们有成团的趋势，可以形成星系团。星系团的规模大小不等，形状也各不相同，典型的空间尺度达到千万光年（即108km）量级，总质量达到1047g量级。星系团内星系之间距离约为百万光年量级。银河系和相邻仙女星系、麦哲伦星云等30个星系组成一个规模较小的集团，称为本星系群。

星系团在空间的分布也不均匀，许多星系团可以进一步组成超星系团，典型的空间尺度达到1亿光年量级。本星系群和室女星系团构成的本超星系团，直径约1～2.5亿光年，总质量为太阳的千万亿倍。

人类现在观测能力所及的可见宇宙称为总星系，其典型空间尺度为150亿光年，年龄为100亿光年量级，总质量达到1056克量级。

3、 大爆炸学说与宇宙起源问题

（1）谱线红移与可见宇宙

轰鸣的火车驶近我们时声波频率增强，声调变高；驶离时则声波频率降低，声调变低（多普勒效应）。与此同理，发光星体接近观察者时，见到的星光谱线向频率高的蓝光方向移动，称为蓝移；当离开观察者时，向频率低的红光方向移动，称为红移。

哈勃（E．P．Hubble，1929）经过大量实际观测发现，来自不同星系的光呈现某种系统性的红移现象。根据星系中特定原子发射的光的谱线与地球上实验室内同种原子发射的光进行比较，可求得光源星系离开观察者的退行速度；再根据相同类型恒星的视亮度比较，推算出光源星体离我们的距离。由此获得了“光源越远的星体，离我们而去的速度也越快”的结论，就是着名的哈勃定律（图2-2）。

哈勃定律揭示了遥远的星系正在“逃离”我们而去，整个总星系都处于膨胀的变化之中，已经成为当今人们的共识。另一方面，银河系内部不同恒星的谱线分析证明也有不少蓝移现象，反映星系内部仍然具有吸引力。1996年哈勃太空望远镜还拍摄到距地球6300×104光年处（乌鸦座南部）星系间发生超级碰撞的照片。因此，宇宙的膨胀看来主要发生在星系团之间的空间迅速增大，星系本身尺度变化不大，类似吹胀气球时在气球表面看到的情况（图2-3）。已知宇宙中不同部位的密度特征也可能与之有关（表2-1）。

（2）大爆炸宇宙学说

当代宇宙起源假设中，大爆炸宇宙学说是最有影响的一种学说。该学说提出于40年代，本身也在不断发展完善中。其主要内容如下：

宇宙在大爆炸前处于极高温和超高密状态，物质与反物质以及物质与能量均呈平衡状态。在某种物理条件下开始了大爆炸，在宇宙诞生10-44s之后体积急剧暴胀，在10-34s内迅速膨胀约10100倍，密度相应降低。但在1秒钟之内温度仍高达1032K至1010K以上，原子和分子均无法存在。当时宇宙中的物质存在形式和行为目前无法在实验室模拟，推测可能存在辐射能以及电子、中微子（neutrinos，一种不受电、磁、核力影响的基本粒子，1998年证实具有极微小的静止质量）和质子、中子形式基本粒子。目前人类业已观测到从宇宙早期留下的最早原子核形成于爆炸后1秒钟，因此，可以把这1s看作宇宙史研究的一道分水岭。

爆炸进行3min后，温度降至109K以下，核反应开始启动，由质子和中子聚变为氘核、氦核和锂核最轻元素后可以不至于瓦解（图2-4）。当时全部物质中氦占约22％，氢占78％，还有极少量氘和锂。

至百万年前后，温度降至107～6K范围，宇宙间弥漫着由轻元素原子核和电子、质子等组成的等离子体。2.5亿年后温度降至103K时，辐射减弱，中性原子形成，等离子体复合成为正常气体。至10亿年前后星系开始形成，50亿年前后开始出现首批恒星，太阳系的形成则在100亿年前后。

宇宙大爆炸学说虽然获得国际多数学者支持，但在大爆炸起因，大爆炸是永远进行下去还是后期将转化为收缩，大爆炸由一个奇点开始还是整个空间每一点都可看作是膨胀的中心，大爆炸最初1秒钟内的物质形式和行为等根本性问题上并没有公认结论，在哈勃半径和宇宙形成年龄测定上还存在不同见解。

有关宇宙大爆炸各种模型的提出和探讨，势必涉及时空是否永恒存在等一系列根本的哲学思想问题。例如有人认为，在大爆炸之初的10-43s（普朗克时期），当时的可见宇宙尺度小于它的量子波长，整个宇宙变得为量子不确定性所主宰，根本就没有“钟”和“尺子”能加以测量，即广义相对论时空概念失效，是一个没有时空的物理世界，需要通过时空的量子化途径来探讨已知时空形式的起源。这对于传统上认为宇宙无边无界、无始无终的哲学思想也是一种冲击，对于促进哲学观念的现代化也有重要意义。