宇宙中都有哪些物质?包括是怎么形成的?

Question

宇宙中都有哪些物质?
包括是怎么形成的?

Answer 1

我们居住的地球是太阳的一个大行星.太阳系中的九个大行星以太阳为中心由内向外排列的顺序是：水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星、冥王星.其中除了水星和金星外,其余七颗行星都有自己的卫星,目前,太阳系中已发现的卫星有近50颗.在太阳系中,还有为数众多的小行星、彗星、流星和陨星等.那么,在太阳系之外,还有什么呢? 在晴朗的夜晚,天空布满了星星,其中,恒星占绝对多数.恒星,就是像太阳一样自己能够发光的天体.我们银河系就有上千亿颗恒星.恒星的体积、光度、质量和密度等都有很大差别.有的星星很亮,光度比太阳大上百倍到一万倍,这种星叫巨星.有的星星,光度比太阳亮上万倍到几百万倍,半径可超过太阳的一千倍,叫做超巨星.还有一种光度低、体积小而密度极大的白色星叫白矮星. 有的白矮星光度小到只有太阳的几万分之一,体积只有地球的几十分之一大,而密度却大到每立方厘米几百公斤、几吨甚至上千吨.目前已经发现的白矮星就有1000多颗,据估计,光我们银河系的白矮星就有100亿颗.1967年,人们发现了一种快速自转的中子星,又叫脉冲星.中子星是恒星中最小的侏儒,大多数中子星的直径只有10公里左右,可是它的密度却大得惊人,每立方厘米达1亿吨,如果用万吨巨轮来拖,中子星上1立方厘米的物质需要1万艘才能拖得动.已发现的中子星有300多颗. 恒星除了以单个的形式存在于宇宙空间外,还有由两颗或两颗以上至10颗左右的恒星在一起组成的具有物理联系的恒星集体,它们分别称为双星和聚星.现已了解到,仅就太阳系附近的空间来说,属于双星和聚星的恒星数目,就有一半之多.还有由几十颗到几十万颗恒星组成的恒星集团,称为星团.银河系里已发现的星团有1000多个,还有很多没有发现的,估计有18000个. 在恒星世界里,还有一些亮度会发生变化的星,称为变星.它们的变化有的很有规律,有的没有什么规律.有时候,在天空中某个地方会突然出现一颗很亮的星,它的亮度变化非常突然而且剧烈,在两、三天的时间内迅速增加,以后再慢慢减弱,在几年或几十年之后才恢复原来的亮度.由于这种星离我们比较远,比较暗,所以在没有变亮的时候,一般看不到.变亮时光度突然增加几万、几十万甚至几百万倍,才被我们看到,因此称为新星,我国古代叫“客星”或“暂星”.还有一种亮度增加得更厉害的恒星,叫“超新星”,它的实际亮度比太阳还要亮几千万倍到几亿倍.目前在银河系中发现的新星有150多颗,超新星只有8颗,而在河外星系里发现的超新星已超过500颗. 通过望远镜观测或拍摄照片,可以看到一些会发光的云雾状的天体,叫做“星云”.最初人们把星云分成两大类,一类是银河星云,或河内星云,一类是河外星云.银河星云就是在银河系范围以内的星云,是由极其稀薄的气体和尘埃组成.银河星云包括行星状星云和弥漫星云两大类.行星状星云是一种呈圆盘状的、淡淡发光的天体,从外貌上看很像遥远的行星的样子.在行星状星云的中央,常有一个很小的核心,那是一颗高温恒星.有些行星状星云呈圆环形状,天琴座环状星云就是一个有名的典型行星状星云.已发现的行星状星云有1000多个,估计在整个银河系中约有4－5万个.弥漫星云的形状很不规则,而且没有明显的边界.弥漫星云比行星状星云大得多,也暗得多.它的密度极小极小.“河外星云”与银河星云的本质是完全不同的.在大型天文望远镜建造使用后,人们发现“河外星云”并不是星云,而是由几亿、几百亿甚至几千亿颗恒星组成的与银河系同级的庞大的恒星系统.因此,现在一律改称“河外星云”为“河外星系”,简称“星系”.“河外星系”距离我们实在太遥远了,以至看起来就像小小的、发光的斑点.现在已经能够观测到的河外星系有10亿个以上,但用肉眼能够看到的只有大、小麦哲伦星云和仙女座星云.星系的聚集方式和恒星非常相似,孤立的星系是极个别的,绝大多数星系都是属于各种类型星系集团中的一员.两个星系聚集在一起,组成了双重星系.三个以上到十几个星系聚集在一起的,称为星系群.上百个至上万个星系聚集在一起的星系集团,则称为星系团.60年代以来还发现了一种像星星一样的光点,它的光度、质量和星系一样,我们叫它类星体.目前已发现的类星体有1500多个. 在没有恒星又没有星云的广阔的星际空间里,还有些什么呢?是绝对真空的吗?人们通过观测发现,星光在穿过星际空间以后,被大大减弱了,这一现象证实了星际空间并不是真空的,而是存在着物质.不过那里的物质极其稀薄,平均每立方厘米的空间内仅有0．1－1个原子.若按地球上的标准来衡量,这够得上标准的真空了.甚至地球上的高标准真空实验室都赶不上它.尽管星际空间物质密度如此稀薄,但它却像雾一样遮住了天文学家观测的视野,使他们难以辨别远方的星星.观测结果表明,这些物质90％是气体,另有10％是极小固体尘埃.气体中90％是氢,10％是氦；尘埃中有水和甲烷的结晶以及石墨、二氧化硅及铁镁等物质.1969年发现了其中还有甲醛这样复杂的有机分子.此外,在广阔的星际空间里还存在有宇宙线和极其微弱的星际磁场. 前面谈到的各种天体系统包括行星、太阳系、恒星、星团、星云、星系、星系群、星系团、星际物质等,都不是孤立地存在的,也不是固定不变的,而是在不断地运动、变化和互相转化.所有这些天体,构成了现在我们可以观测到的宇宙.根据目前仪器的能力,它的范围可达100多亿光年.我们把它们的总体叫做总星系.总星系之外还有些什么,是什么样子,随着科学技术的发展,今后将会逐步了解