模型思维
假如咱们要细究各个学科的来源,就会发现科学范畴的各个细分学科大多都要追溯到古希腊年代,比方:物理学,博物学等等。可是有这么一个学科,是每个古代文明都会有的,乃至都做得适当的超卓,这便是地理学。地理学可以说是伴随着人类文明的开展而开展,地理学的几回革新都引发了科学革新。可是在物理、化学、生物等学科眼里,地理学又是最不科学化的,假如依照其他学科的规范,地理学的许多理论都是无法树立。
是由于科学的基本要素是足够多的数据支撑,以及试验观测可复现。这两个要素都是地理学的丧命缺陷,这是由于地理学可以观测到的信息量极端少,更不能要求观测到现象是可复现的。所以,地理学演化出了本身的一套研讨规范,这便是模型思维。
所谓模型思维,指的便是经过树立理论模型来和新的观测现象进行拟合,同时新的地理学理论也需要和这个模型进行适配。这套规范是从古至今一向保存下来的。最早的世界模型是地心说模型,它和哥白尼的日心说都归于世界模型。
与它们一脉相承的是规范世界模型,从日心提到规范世界模型也阅历了几回大的改变,先是牛顿世界观下的世界模型,是无限大的世界模型,然后是爱因斯坦的静态世界模型,再然后是大爆破模型,大爆破模型本身就发作过屡次迭代。
现在是在大爆破模型根底之上树立起来的ΛCDM模型,其间Λ代表世界正在加快胀大,指向了暗能量,CDM则是指暗物质。
除了世界模型,咱们还有规范太阳模型等等。地理学家正是经过这些模型,树立现代地理学的大厦。可是在这座大厦傍边,有一个地基一向不算太安稳,乃至是阅历过重建的进程,这个模型便是星系模型。说白了便是,星系究竟是怎么来源和演化的?
ELS模型
其实,科学家一向想要树立一个归于星系的模型。可是这样的一个问题一向无法霸占,问题就卡在了星系的构成上。当然,这儿的星系是指相似于银河系这样的星系。
其实不只是星系的构成。恒星系的构成一向以来,也是一个难题。现在关于恒星系的构成和演化比较干流的是星云假说。这个假说的大致内容是这样的,在45亿年前,太阳系邻近有一片长达2光年的星云,后来或许是由于超新星爆破导致引力平衡被打破。所以,在引力的效果下,逐步构成了太阳,在构成太阳的进程,还残留了一些物质,这些物质构成了太阳系剩下的天体。
遭到这个假说的启示,就有三位在地理学家提出ELS模型。这个ELS模型在描绘星系的来源问题和星云假说极为相似,你可以粗犷地了解成,把一片星云换成了一片更大的星云,然后星云碎裂成小星云,各片小星云再构成恒星系,终究便是一个由若干小的恒星系构成的星系了。
ELS模型看似很完美,实则蕴含着丧命的缺陷。首要,咱们先来观测一下太阳系的状况,假如咱们细心研讨一下太阳系物质密度,就会发现,木星邻近的方位是物质密度最大的。只是木星一颗行星的质量,便是太阳下除太阳之外一切天体质量总和的2倍。
之所以会这样,是由于太阳构成后,会开端刮太阳风,这样就会把物质吹向远方,这就构成了从太阳到木星方位,物质密度逐步上升,从木星到太阳系边际,物质密度逐步下降。究竟太远了,也吹不到了。
可是,银河系和太阳系就不相同,银河系是越接近中心,物质密度越大,要知道银河系中心实践上也有辐射风,依照ELS模型,银河系中心的物质密度应该很小才对。这就和实践的观测是互相对立的。那究竟是什么造成了这个对立呢?
其实底子原因首要在于星系其实便是一个敞开的体系,而恒星系是一个相似于关闭的体系。这是由于,恒星系都相距甚远,就拿太阳系来说,间隔太阳系最近的星系是比邻星系,它们间隔咱们大约有4光年以上。所以,两个体系底子不会发作任何的搅扰。
星系兼并
星系和恒星系并不同,经过实践上的观测,科学家发现,星系之间会发作兼并。就拿咱们地点的银河系来说。银河系地点的是本星系群,在本星系群中有几十个相似于银河系这样的星系,其间最大的一个叫做仙女座星系,第二大的便是银河系。
银河系周围有许多的卫星星系,比方:人马座。它就一向在绕着银河系运动,可是每绕一圈,都会有一部分被银河系所吞噬。人马座其实并不是孤例,银河系的卫星星系中还有一个叫做麦哲伦云星系,它在未来也会遭受和人马座相同的结局。
这些其实都归于本星系群中小打小闹的事,本星系群在大约40亿年后,会迎来一件大事,也便是第一大的仙女座星系和第二大的银河系会发作兼并。依照普朗克卫星现在的观测成果来看,银河系和仙女座星系在引力的效果下正在互相接近对方,在未来大约率会是一个侧撞。在磕碰完之后,两个星系会在引力的效果下构成一个大星系。但这还没有结束,科学家估计在1000亿年后,本星系群中的几十个星系会终究兼并成一个星系。
当然,这并不只是发作在本星系群傍边,科学家在实践观测中就看到了许多许多相似的状况,比方,哈勃望远镜就拍到过星系吞并的图象。
SZ模型
咱们再回来看现在的世界中的各种星系,有的远比银河系要小,比方:银河系的卫星星系;有的远比银河系大得多,比方:IC1101差不多就有本星系群那么大。相同都是星系,距离却可以如此巨大。
提究竟便是一点点兼并出来。这就有像贪吃蛇的游戏,越吃越大。
因而,就有科学家提出了一个星系模型,被称为SZ模型。这个模型描绘的是星系并非关闭体系,而是敞开的体系,它们要么被其他星系“吃掉”,要么把其他星系“吃掉”。其时,这个模型还有没有可以处理一个问题,那便是星系是怎么来源的。
星系来源
现在,咱们咱们都知道银河系是世界诞生后不久就呈现的,大约有136亿岁左右。依照SZ模型,银河系最开端必定不是现在的容貌,而是“吃”成了现在这样。乃至,有或许太阳系也大约率是被银河系“吃”进来的。可是,开始的那个银河系究竟是怎么构成的呢?
依照现在的理论,科学家猜想,银河系的构成和暗物质有关。这是由于银河系中的物质所供给的引力不足以束缚住银河系中的各个天体。之所以现在可以束缚住,是由于银河系中存在着暗物质,它们供给了额定的引力,并且这个引力远比银河系中的物质供给的引力要大。也便是说,假如银河系中没有暗物质,银河系就会土崩瓦解。
但问题又来了,暗物质究竟是什么?它真的是星系来源的原因么?但为什么在实践观测中有些小星系就没有暗物质?这样一些问题也是现在地理学家研讨的前沿问题,现在没有一个牢靠的答案。所以,咱们只能等待一下了。