第636章 自由落体

  “我有问题要问。”
  李思特说道。
  “你想问什么？”
  楚云问道。
  “自由落体。”
  李思特说道。
  “你可是学习人工智能的，我不相信你不知道，自由落体只在引力作用下运动的任何物体经受的失重状态。”
  楚云提醒他道。
  “我当然知道啊，我们在练习失重状态的时候，我就疑惑了，我想知道相关的东西。”
  李思特特别看着虚妄说道。
  “那我就告诉你吧，从地球上一座高楼掉下来的人并不是在自由下落，因为空气阻力也影响他的运动。
  但任何物体在沿轨道绕另一物体运动时，或在恒星之间的无动力轨道上运动时，都是处在自由下落状态。”
  虚妄说道。
  “为什么？”
  李思特问道。
  “你们要知道，在一个绕地球运行的太空飞船中的宇航员也是失重，也是自由下落。
  严格地说，每个宇航员有其自身的轨道，太空飞船也有其自身的轨道，不过宇航员的轨道把他们维持在太空飞船内部罢了。”
  虚妄说道。
  “我记得有些书说这并不是真正的失重，因为宇航员仍然被地球引力拉扯着。”
  五号提醒道。
  “这些书错了，你们要知道引力的作用丝毫不差地被自由下落物体的加速度所抵消，轨道上的宇航员既是自由下落，也是处在真正的失重状态。
  但这种下落并不把他们带回到地面，因为下落的加速度和他们向前的运动相结合，将他们维持在封闭的轨道上。”
  虚妄说道。
  “好像，在一架沿精心设计的抛物线轨道飞行的飞机中也能感知短暂的失重，这种方法用于训练宇航员，也就是我们接受的训练，让我们品尝到了失重的滋味。”
  五号淡定地说道。
  “还有吗？”
  李思特问道。
  “没有了。”
  虚妄说道。
  “我也没有了，你们还想问什么？”
  五号问道。
  “我想知道宇宙中的星系形成和演化。”
  四号说道。
  “这和我们在太空部队服役有什么关系？”
  楚云问道。
  “至少我们不是战争机器，要知道，我们需要长时间待在太空里面。”
  四号说道。
  “好吧，你有什么要问的。”
  楚云妥协了。
  “1990年代初叶的时候，天文学家关于星系形成和演化的观念发生了引人注目的变化。”
  虚妄说道。
  “我知道，这是由于研制了更完善的望远镜，使人们能够通过研究更暗、红移更大、因而代表着宇宙年轻时期的星系，来回顾更加遥远的过去。
  在取得这一突破之前，人们普遍认为，我们今天看到的全部星系，实质上都形成于大爆炸刚过后的同一时期，而且它们都随着宇宙年龄增加而各自独立演化。
  新观念则把宇宙描绘成变化的动态画面，其中星系互相竞争生存空间、彼此融合、或吞并其他星系。”
  五号说道。
  “但是总有差别对吗？”
  四号问道。
  “其实，新旧观念之间最富戏剧性的差别是，椭圆星系过去一度认为是年老系统，现在则看成是在涉及旋涡星系和其他星系之间相互作用的过程中形成的相对新近产品。”
  五号说道。
  “为什么？”
  楚云问道。
  “你们要知道，在天空照片上，旋涡星系比椭圆星系多得多，但最大的椭圆星系远远大于任何旋涡星系。”
  五号说道。
  “怎么说？”
  李思特问道。
  “一个典型的旋涡星系，如我们的银河系，可能含有1000亿颗恒星，但最大椭圆星系拥有的恒星比这多100倍。
  不过也有许多矮椭圆星系，它们有些不会大过一个球状星团，包含恒星约100万颗。
  很多矮椭圆星系必定非常黯淡而无法看见，所以椭圆星系肯定大大超过我们已经看到的。”
  五号说道。
  “那为什么是新的发现？”
  楚云问道。
  “天文学家过去认为椭圆星系年老，是因为它们的恒星主要是冷的红星，几乎不含尘埃和气体。
  既然冷红星是老年恒星，所以认为椭圆星系也是年老的。”
  五号说道。
  “但是你要知道，旋涡星系虽然含有很多热的年轻恒星，而且恒星形成过程仍在它们的气体尘埃云中继续，但确实也有不少老年恒星聚集在它们的中央核球和散布在围绕盘体的球状晕内。
  新的证据表明，椭圆星系中的红色老年恒星实际上来源于旋涡星系。”
  虚妄说道。
  “这难道就是说，椭圆星系要么形成于两个旋涡星系之间发生导致盘体瓦解的相互碰撞，要么形成于一个原有椭圆星系吞食一个旋涡星系的并合。
  对不对？有什么证据？”
  吴刚问道。
  “你说的没错，这就是椭圆星系如此巨大的原因。
  证据来自对正处在并合过程中的星系的观测和对这种并合事件的计算机模拟。
  两个旋涡星系碰撞时，薄薄的盘体瓦解，两个星系融合成状如椭圆星系的单一星堆。
  恒星本身并不相互碰撞，但两个系统相互作用的引力场把所有恒星拉进一个球形空间。
  碰撞星系中的气体尘埃云则发生真正的相互碰撞，产生激波，激波在新系统中传播并触发恒星形成高c。”
  虚妄说道。
  “这就是说，当一个大椭圆星系吞并一个小旋涡星系时，椭圆星系变大，看起来仍像单一的恒星系统。
  但计算机模拟表明，在扩大了的椭圆星系内部，来自旋涡星系的很多恒星不再沿着互相类似的轨道运动。
  照片证明情形正是如此。
  椭圆星系并非无特征的恒星堆积，它们含有比较亮的交叉光条和光弧，那就是被吞食但未完全消化的旋涡星系的残余。”
  五号补充道。
  “这就是太空望远镜的发现？”
  李思特问道。
  “你们要知道，我们朝宇宙深处看得越远，我们在时间上就回顾得越早，这是因为光在空间传播的时间是有限的。”
  虚妄说道。
  “为什么？”
  楚云问道。
  “你们要知道，在我们身处其中的这一宇宙部分，星系团含有很多椭圆星系而总体上呈微红色。
  在对应回顾时间约50亿年的距离处，星系团要蓝得多，表明那时活跃的恒星形成过程比较常见。
  哈勃空间望远镜，也已证明这些遥远星系团中的很多天体是正在融合的成双成对的旋涡星系。”
  虚妄说道。