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图解时间简史
1.9.10 10 恒星、星系的生成 量子波动引起密度波动

10 恒星、星系的生成
量子波动引起密度波动

我们知道,在宇宙的发展过程中,逐渐形成了恒星、星系、星系团,乃至超星系团,前面我们也讨论过它们是怎样形成的,现在我们再把这个话题作一次延伸。

量子波动

现在人们认知的宇宙有无数的星系,星系集结成群形成星系团,星系团聚集形成超星系团。我们前面说过,这种构造是在宇宙最初期形成的密度波动成长起来的结果。但是,又有一个问题相应而生,密度波动是什么时候、是怎样形成的呢?这个疑问长时间来一直没有得到解决,而这是暴胀理论可以解开的又一个谜团。

暴胀是空间爆发式地扩大,即使在空间中存在凸凹不平的区域,在大范围内,乍一看去也是平滑的。可是从微观世界来看,根据微观世界的法则——量子力学可知,在暴胀时会不断地生成极小的凸凹。量子力学中所有的量都没有确定的值,都在不停地波动,我们将它称为量子波动。正是这种微小的波动导致密度波动,恒星和星系等从而得以产生。

星系形成

早期宇宙的暴胀真是一件非常好的事情。它产生了一个非常巨大的“均匀”的宇宙,却又不是完全均匀。理论预言,早期宇宙很可能是稍微不均匀的。这些无规性在从不同方向来的微波背景强度上引起小的变化。

我们假定产生宇宙斥力的是暗能量,它的能量引起了宇宙暴胀。暗能量也会因量子波动而在不同地方能量稍有差别,能量高的地方比能量低的地方膨胀剧烈,并随着空间的不断扩大能量密度变小。暴胀结束时,生成了能量密度波动。能量密度波动经过长时间的成长,形成现在的星系团、超星系团等宇宙构造。

暴胀生成星系

暴胀形成了一个大尺度上均匀、微观上又并非完全均匀的宇宙,这种微小的不均匀性有可能就是恒星、星系等形成的原因。