闲谈1906年化学诺贝尔奖

常言说历史是任人打扮的小姑娘。此言出处已然不可考证，但是其真理性不容怀疑。
以下是我这些年来听到的小故事，说出来让大家回味一下这个真理在通俗科学史中的应用。


故事甲： ..........想到这里，莫瓦桑头脑中出现了制取人造金刚石的设想。他对助手们说："金刚石的主要万分是碳。陨石里含有向量金刚石，而陨石的主要万 分是铁。我们的实验计划是：把程序倒过去，把铁熔化，加进碳，使碳处在跔的高温高压状态下，看能不能生成金刚石? 历史上第一次人工制取金刚石的实验开始了。没有先例，没有经验，更没有别人的指点，一切都像在黑暗中探路一样。第一次失败了，认真总结经验，找出问题的症 结所在，第二次再来……经过无数次的反复探索，莫瓦桑的实验室里终于爆发出一阵激动的欢呼声，大家紧紧地拥抱在一起：成功了！ 从此，人造金刚石诞生了，并日益在社会生活中发挥它那坚不可摧的威力。莫瓦桑也因此获得1906年诺贝尔化学奖。

故事甲：门捷列夫老先生梦中发明化学元素周期表，一时尽领化学界风骚。 本来诺贝尔化学奖委员会已经准备要把1906年的奖金发给老先生。 谁知正在此时，法国人Henri Moissan正在此时发现了人造金刚石的制备方法。于是诺贝尔委员会当即决定将奖金发给这个造出钻石的朋友，至于门捷列夫，明年再说。 结果门捷列夫1907年2月2号就死了。而人们多年后始终无法再次重复Henri Moissan 的钻石合成实验，最后Moissan的遗孀承认是他的助手偷偷在他的炉子里放了真钻石。诺贝尔奖委员会于是被永远的定在了历史的耻辱柱上。（看来这钻石是山寨版的）

故事丙：瑞典物理化學家﹑1903年化學獎得主阿累尼烏斯（Svante Arrhenius），他在擔任物理學獎評委的二十七年（1900-1927年）期間，頤指氣使，不可一世。他的溶解理論曾受到過門捷列夫的批評而遷怒 於他，利用自己在瑞典科學界的聲望，跨學科千方百計阻礙門捷列夫獲得化學獎。另一方面，阿累尼烏斯又通過自己的影響，報答他的德國同行﹑曾在他受到排擠時 邀請他前往研究的奧斯特瓦爾德（Wilhelm Ostwald），讓他在1909年獲得化學獎。（这么看，也不都是造钻石的人的错）

故事丁： 亨利·莫瓦桑，法国无机化学家，因首次通过电解法制备单质氟而获得1906年诺贝尔化学奖。莫瓦桑长期从事无机化学的研究，首次制备了氟和硼的单质；深入研究氟化物和金属氢化物的性质；开创了人工制造金刚石的方法；他还设计了电炉，将实验室化学反应的温度成功地提高到2000摄氏度。莫瓦桑长期担任巴黎药学院和巴黎大学科学学院教授，先后获得法国科学院、英国皇家学会、德国化学会等机构颁发的多项奖金。1907年莫瓦桑死于心脏病，临终前他承认，氟夺走了他十年的生命。（这哥们也不是光造钻石啊。）

看到这里，大家看出点味道了么。最后补充一两个小细节：
1.诺贝尔奖1906年的颁奖词：
"in recognition of the great services rendered by him in his investigation and isolation of the element fluorine, and for the adoption in the service of science of the electric furnace called after him"

2.莫瓦桑宣布合成钻石成功是1893年。

3.莫瓦桑1907年2月20号去世，比门捷列夫多活了18天。

信仰or不信仰，这是个问题

人有很多动物没有的创举，造神并相信神当然是其中重要的一种。地球上有多少民族就有多少种神灵。甚者有的民族会产生多种神系。

虽说都是神，具体说来也大有不同。中国传统神道实际上是人道的延续。上古传说中人虽是神所造，但三皇五帝上天也就为神。发展到后世，道教，佛教以及民间传说中的神构成一个庞大的天庭，各有所司，各安其职。神不过是神通广大的人，而凡人修炼也可成神。这些神祗虽也去恶扬善，但并不强求人信仰的忠实。而中国人对神的膜拜也带有浓厚的功利主义色彩。这从灶王爷的传说可以清晰的看到。

于此相对的是基督，伊斯兰，犹太诸教的上帝。在这些神道体系中，世间只有唯一的真神，此神灵开天辟地，创造万物，指引人类，规范道德。对不敬的人类用死亡清洗而绝不留情。与中国神仙只是法力高深的人不同，上帝是抽象的人，是人的标准，人格的“至高点”。人通过对这一抽象而强大神的崇拜而获得解放和升华。人必须崇拜神，因为神是道德的至高点。不崇拜神，也就失去了成为义人的资格。且崇拜神必须是不包含个人目的的，功利的崇拜依然会被打入魔鬼的从者之列。

佛教的神是最有趣味的。在佛教中，神不过是寿命比较长的人类，在佛的面前并不比人类尊贵多少。而佛自己也并不是这个世界的主宰者，而只是这个世界的觉悟者。所谓因缘际会，性起缘灭，连佛也只能预言因果而不能操纵果报。佛讲法也只是渡的有缘。

在如此迥异的宗教神道前面，信仰是个大问题。我有时问自己，如果真的要相信某种宗教，有什么是要先想清楚的。

首先来说，如果世界有神，神是否是关注人类的。从天文学的研究来，地球不过是太阳系的一个普通行星，而太阳系不过是浩瀚宇宙中的一粒沙子。如果不认为天文学的这些成果是海市蜃楼的话，人就必须要问自己，如此广阔的世界，为什么神要关心沙粒上渺小生物的死活。如果神并不关心人类，而只是操纵这个宇宙按照规律运转，那么这样的神实际上和物理规律只是名字上的差别。它不会相应人类的祈求，人类的信仰也就失去意义。可如果神确实是关注人类，以人类为特别的，那么为什么人类在浩瀚的宇宙中显得如此渺小？



其二，如若神是有形的，以人类为特别的，那么神是有人格的还是无人格的。各种宗教中都往往说神以自己的形象创造了人。而凡是崇拜偶像的宗教，其偶像无论如何的怪异，也总能从中找到人类的影子。那么神是否有人一样的感情呢。是否也有喜恶，有喜怒哀乐？看上去是小事情，却不能不深究。如果有两个神祗，这两个神祗未必喜好相同，若对一人两神喜好不一，究竟以谁为真理？这是个难解决的问题，这也是为什么多神论的民族，很少以神作为绝对的道德标准的原因。然则即使有一个神也有问题，神有喜好，人亦有喜好，为何神的喜好可以作为人的道德标准呢？一种解释是神创造了人，所以人必须侍奉神。看似仿佛有理，实则未必。子女同样是父母精血所造，十年教育而成人。可世间道德也只是要求子女孝顺父母，而非对父母顶礼膜拜。另一种说法，神会为人类设置审判，无论是圣经的末世审判或者中国的地狱都如是。而只有膜拜神，侍奉神的人才能够进入极乐。然而这种逻辑正好似利诱，将对神的膜拜引向了彻底的功利主义。




神是全能的么？这也是个问题。如果不是全能的，则神也会有失误。既然有失误那便降到了人的层级，不能在是唯一的膜拜对象。如果是全能的则神依然面临种种考验。譬如既然全知全能，那为何还要创造魔鬼。又如既然全能，为何不能直接净化人的心灵，而需要用洪水这样的手段洗涤人间。


信仰和怀疑.然而所谓信仰就是盲目的,怀疑是魔鬼的行径.神的信徒,对于神必须是相信的要崇拜,不相信的要在崇拜中相信.便如约伯一般才能最终受到主的眷恋,否则便会落入魔鬼的怀抱.对于人这是艰难的选择.人生三苦,无非过去之人不可追,今日之心不可安,将来之事不可知.信仰可以医疗者所有的苦痛,但却要求人类献出自由的灵魂.承担灵魂之重,或者选择信仰之安.这对任何人都是一个考验.

The Great Debate

1920年4月26日，在华盛顿美国国家科学院进行了一场被天学史称作"the Great Debate"的辩论。辩论围绕银河系的地位和宇宙的大小展开。辩论双方是来自威尔逊山天文台的Harlow Shapley和来自利克天文台的Heber Curtis。将这次辩论称作“Great”其实并不是那么恰当。媒体记者总喜欢把科学发现写成某个科学家的英雄事迹。在他们看来，科学的进步好像是在打鸡蛋，等待特定的人轻轻一磕，包藏在鸡蛋中的秘密就呈现了出来。但大多数情况下，科学发现更像是在打磨璞玉，需要很长时间不断的琢磨，才能够使玉本身的美丽呈现出来。这场辩论中双方提出的观点和证据并不是在一个夜晚突然出现的，而是一个科学家的群体在过去一个世纪中的认识。但无论如何，我们可以把这个辩论作为一个关于宇宙大小争论的简要总结。

事实上，辩论并没有人们想象中的那么激烈。这场辩论作为是美国国家科学院的年度演讲进行的。在计划中，辩论会有双方各一个45分钟的演说和相互问诘组成。但由于Curtis以他的口才著称，他的对手Shapley害怕在问诘的环节中自己会因为不善于言辞而不能充分表达自己的观点，所以和组织者协商，将辩论去掉了相互提问的部分，并把时间也缩短到40分钟。

来自威尔逊山的Shapley率先发言，他支持一个巨大的银河系模型，并且认为银河系就是整个宇宙。在他的演讲中，他首先通报了自己长久以来的工作。这涉及到测量球状星团距离并使用球状星团来定义银河系的边界的方法。通过这样的方法，他得到太阳系的实际位置并不是在银河系的中心而是偏于银河的一隅（正确的结论）。并且他提出银河系的大小是300000光年（比今天知道的大小大了很多，但并不是非常离谱）。在这个巨大的银河模型下，本来被认为是银河系伴星系的大小麦哲伦云被吞入了银河系的边界内。那么人们观测到漩涡星云是什么呢？Shapley认为这些漩涡星云是完全由气态的星云物质组成的，它们都在银河系内。对于这个观点，他提出了三个论据。

首先，Shapley提示大家注意发现的漩涡星云在天空中的分布情况。在当时，人们发现的漩涡星云分布向银河系的两极呈增加趋势（垂直于银河系的盘面），而在银河系的盘面附近则几乎没有漩涡星云被发现。如果漩涡星云和银河系是同等地位的星系，它们应该在宇宙中均匀的分布。纳么从银河系向四处看去，漩涡星云的分布应该是各向均匀的。Shapley认为这说明，漩涡星云必然和银河系有某种联系。银河系的某种性质主导了漩涡星云的分布。这样，漩涡星云理应离银河系并不太远。

之后，Shapley引用了1885年在仙女座大星云中心爆发的一颗新星的事件。在这次著名的新星爆发事件中，被称作仙女座S新星的天体，亮度在短暂的时间里竟然可以与整个星系的亮度相匹敌。Shapley指出，如果认为仙女座大星云是恒星的集合体。那么为何一颗新星的亮度可以和千亿颗恒星的亮度相比？这样的产能率是不可想象，甚至是荒谬的。所以只有一种可能，仙女座大星云中并没有太多的恒星，甚至并没有恒星。这是一个证据说明，漩涡星云只是由所谓的星云物质组成的。

最后，Shapley引用了自己好友，当时著名的观测天文学家Adriaan van Maanen对漩涡星云旋臂旋转速度的观测。Van Maanen 的工作涉及到比较不同时期拍摄的星云图片。如果能够发现漩涡星云旋臂有所变化，那么就可以证明漩涡星云的旋转。当时Van Maanen已经宣称自己在漩涡星系M101的照片中发现了这种旋转的证据。这件事情本身并不涉及到漩涡星云的位置问题。但Shapley指出，假设漩涡星云和银河系有相同的大小，我们可以估计得到漩涡星云的距离，如果漩涡星云具有观测到的旋转角速度。那么考虑漩涡星云的巨大距离，它真实地旋转速度将是不可思议的大，以至于星云自身会因为这种旋转而解体。因此，结论只有一个，漩涡星云并没有离我们太远，也并不是很大。

Curtis接着Shapley而进行演讲。他将演讲的主要部分放在反驳Shapley的观点上。首先他反驳了Shapley关于大银河系的观点。他指出Shapley对球状星团的测距主要依靠造父变星的周光关系，而这种测量存在很大的不确定性。在他看来，银河系的大小只有30000光年（小了，但也不是太过分）

其次他反驳了Shapley关于漩涡星云分布和银河系相关的观点。他指出，漩涡星云的分布特点很可能是由于星际尘埃造成的选择效应。因为银河盘面附近星际尘埃吸收散射了原处漩涡星系的光，使得它们变得很难观测到。（正确的，今天被证实了）

至于Shapley关于新星的论据，Curtis也有自己的观点。他引用了自己对新星的观测，并理论上讨论了并不能排除一类特殊新星可能达到超乎常人想象的亮度。（也是正确的，仙女座大星云S新星事实上是一颗超新星，当时的人们还不知道）

Curtis并没有对Van Maanen的观测提出有力的反驳，但他认为，Van Maanen的观测涉及到比较不同时期的照片，他需要等待更长的时间，更多的比较才能让人信服他的观测是正确。

Curtis也提出了自己的正面观点，对漩涡星云的光谱观测使得他相信，漩涡星云更像是恒星的集合。也就是说，如果从不同光的波段观测分析，漩涡星云发出的光更像是很多恒星发出的光的集合，而不是气体发出的光。

有意思的是，在离开华盛顿的时候，Curtis和Shapley都认为自己赢得了辩论的胜利。Curtis和他的追随者认为，辩论明晰的驳斥了大银河系的观点。而在Shapley的拥护者看来，Shapley提出的都是有说服力的正面观点，而Curtis只能给出不令人信服的反驳。这正证明了我们前面的观点。科学的进步，并不是由辩论来推动的。只有事实才能够使人信服。这个时候，Shapley和Curtis都没有意识到，最终作出划时代观测并最终在这段一个世纪以来辩论中获得胜利的人已经出现了，他就是Edwin Hubble.

哈勃小传（看看什么叫彪悍的人生）

在关于宇宙尺度的大辩论开始的时候，人们还没有意识到哈勃，这个年轻有才华却并不是很出名的年轻人才是解决争论的关键。

埃德温.哈勃（Edwin Powell Hubble)，出生在美国马什菲尔德。他的父亲是当地有名的律师。Edwin是家中的第三个孩子。 少年时期的哈勃是学校最优秀的学生。这并不是一句虚言。他不仅仅像中国当今中学里的优等生一样学习成绩名列前茅。并且在体育方面显示出过人的天赋和成绩。他是一个真正国家级的全能运动员。事实上，他在跳高，撑杆跳，链球以及铁饼等项目上的成绩都载入了中学的历史记录当中。直到大学，虽然他的体育成绩已经不像高中那样突出，也仍然是全国最优秀的大学篮球中锋之一。

然而少年的哈勃最希望从事的专业却是天文学。从他个人的传记中很了解到一个生活在律师家庭中又拥有国家体育健将水准的学生是如何如此醉心于天文学。也许他在高中时期的自然科学教师起了重要作用。但无论如何，哈勃从很早就把天文学作为自己人生的目标。然而和今天多数的家长一样，哈勃的父亲坚决反对哈勃从事这样没有“钱途”的事业。

哈勃并没有和父亲争执太多，事实上他解决问题的方法是读一个法律的学位来满足他父亲的同时决不放松自己对天文的追求。哈勃中学毕业后进入芝加哥大学，在这里以优异的成绩得到准学士学位。之后他获得了非常难以得到的罗兹奖学金去欧洲深造，并在牛津大学的女王学院拿到了他父亲所希望的法律学位。

这个时候，哈勃的父亲去世了，哈勃于是毫不犹豫地转回天文学领域。在莫尔顿的推荐下，他开始在叶凯士天文台攻读博士学位。在博士期间，哈勃主要致力于暗星云拍照工作。成绩卓著，但他的注意力开始由简单的观测星云转移到探究星云的本质上。在叶凯士天文台，哈勃顺利的以优异的评价的得到了他的博士学位。

得到博士学位后哈勃短暂的参军。并没有参加什么实际战斗的他居然得到了少校的军衔。之后，哈勃再一次回到了天文学界。这次他成为了威尔逊山天文台的一员。

这个时候，天文界最热点的问题在于星云的本质是什么。但哈勃这时候的名气致在暗星云拍照方面。这个领域的大名人是沙普利和柯提斯，他们为争论星云的本质和宇宙的大小已经进行了一场辩论。这次辩论并不是很激烈，甚至没有相互的诘问，只是两个单独的报告。但还是被史书夸张的记作“Great Debate".沙普利认为,宇宙的全部就是银河系,所谓星云不过是银河系内的一些气体物质.而柯提斯则持相反的观点.

哈勃敏锐的意识到,解决这个问题的关键是如何定出所谓" 旋涡星云" 的位置.1923年,哈勃在观测仙女座大星云的旋臂时意外的发现一个星的亮度在几天的时间里突然变亮. 哈勃意识到,这很可能是一颗处在仙女座大星云里面造父变星.而造父变星的亮度,距离却是可以通过它亮度变化的周期获得的.从这个办法,哈勃得到了仙女座大星云的距离.那决不可能是在银河系的范围内. 很快的,一系列变星在其他星云中被发现.星云最终被证实在银河系外,是同银河系一样的星系.具有讽刺意义的是,通过造父变星测距的方法确是持银河即宇宙观点的沙普利提出的.

哈勃一生中其他重大的贡献有:提出星系分类的哈勃分类法,提出宇宙学三大理论基石之一的哈勃定律.

哈勃在世的时候得到了除诺贝尔奖外的天文学家所能得到的一切荣誉.( 那个时候天文学发现很难得到诺贝尔奖) 今天哈勃在公众中也享有非常高的知名度,当然这很大程度上是因为哈勃太空望远镜的缘故.

星系的故事（历史）（试阅1）

回溯历史,不得不说人类对星系的认识旅途漫长而充满了曲折.在漫长的岁月里,天空被诸神所占据,满天的繁星虽然美丽,却远在人类理性所能到达的范围之外.人类对这一自己不能理解的领域展开了狂热的想象.他们为星辰起名,连接它们,构造星座.并留下了数不清动人的故事.这些在今天依然是一笔宝贵的财富,吸引着天文学的爱好者,帮助他们熟悉星空的分布.

在天空的诸多天体当中,银河以其独特的形态无疑在各民族的传说中占据了特殊的地位.在英文中，银河被称作‘Milky Way’,也就是‘奶路’的意思。这个名称出自在古希腊的神话。相传主神宙斯是个到处留情的花花公子，与凡间的女子生下了古希腊传说里大大有名的大力士大英雄赫拉克勒斯。宙斯为了让私人子获得神的力量和寿命，在妻子天后赫拉熟睡的时候悄悄的将幼子放进她怀里，让赫拉克勒斯得以喝到赫拉的乳汁。谁知襁褓中的英雄狠狠的咬了赫拉一下，赫拉突然惊醒，乳汁于是喷洒到天际间就形成了银河。在中国，古代银河也被看作是有流动性质的东西。在传说中，那是人们熟悉的牛郎织女的故事，天庭的女主人王母娘娘在女儿和凡人私奔的情况下大发雷霆，一怒之下用银簮划出银河，永远的隔绝了这对情侣。这个故事不知道是从何时流传下来的，但东汉著名的“古诗十九首”中便已经有“迢迢牵牛星，皎皎河汉女。”的诗句。今天在的城市里面生活的人已经很难看到银河是什么样子的,但如果有机会在夏夜驱车到郊外的旷野上,等待夜幕慢慢降临,看壮丽的银河慢慢显现在天幕上.你还是可以感受到它为什么能激起古人无穷的想象.

对星系理解的突破随着观测技术的突破而到来。伽利略，这个近代伟大的科学先驱为人们带来了观天的利器 ——望远镜。从各种角度来说，伽利略自己用手磨制的望远镜都无比的粗糙。但这个器件将人类的观测能力提高了几十倍。人们第一次知道，土星有光环的存在，木星有数颗围绕他旋转的卫星。美丽的月球实际上是布满了深坑。这些观测深刻的动摇了古典天文学的框架。为人类带来了一个新的宇宙。同样的，望远镜的发明也打破了人类对于银河的美好想象。伽利略宣称：银河不是一个连续的整体，而是由数不清的暗淡恒星组成。这些恒星是如此的密集，以至于人类仅仅凭借肉眼无法分辨它们是独立的存在。

聪明人很快从这个发现里得到启示，如果银河是无数恒星组成的集合，而在地球上，四季都可以看到银河在天空中，这说明，太阳和它的行星们也处在银河中。需要注意到，银河在天球上是一个环状的分布。这说明在银河里，恒星的分布不是各处均匀的，而是呈盘状分布。而太阳也是这盘中无数明珠中的一颗。（为什么？如果地球不再盘中，而是离银河很远的话，银河系看起来是什么样的？）这个发现提高了银河的地位，开创了一个新的时代。更多的问题随之而来。其中最重要无疑的是关于宇宙的诘问，宇宙究竟有多大？银河系是宇宙的全部么？不仅是天文学家，哲学家也被吸引到这个问题的激烈讨论中。伟大的哲学家康德，在其早期著作《天体论》中提出，银河系，仅仅是浩瀚宇宙中的一个小岛。那么宇宙的其他组分是什么呢？康德认为，在天空中看起来模糊而不可分辨的星云，同样是和银河系一样的恒星集合。这就是“岛宇宙”的观点。这个观点在现在看来无疑是天才的创见，把握住了宇宙最基本的特征。但这只是观点，天文学是一门严肃的科学，必须用事实来说话。在当时，观测设备的限制使得天文学家不能够对这样的观点给出明确的判断。

无论如何，人类的宇宙突然的变得广阔起来。在过去，人们的认识仅仅局限于太阳和他的行星们。在望远镜的帮助下，人们突然发现宇宙中有如许多的奇妙天体。特别是康德提到的“星云”的天体，引起了越来越多人的注意。所谓星云，是天空中一类云雾状的天体。更准确地说，它们在望远镜中呈雾状，而在夜空中占据的面积实际上是很小的。所以在望远镜发现前的时代里，人们只能看到几个这样的天体，比如仙女座的仙女大星云，猎户座在猎户佩剑上的猎户大星云。在望远镜发明后，人们发现这类天体在夜空中广泛存在。它们形状各异，有的呈椭圆形，有的呈不规则形状。有的星云在大口径的望远镜中可以看到实际上是很多恒星的集合，比如金牛座的七姐妹星团（这个其实用肉眼也可以看到它的成员恒星）。更多地星云即使在当时最大口径的望远镜看来也不能分辨多少细节。

这里，必须要提到当时最伟大的观测天文学家，威廉姆斯.赫歇尔.在赫歇尔之前，人们观测星空主要使用的是折射式望远镜。这类望远镜和伽利略和开普勒使用的望远镜是一样的类型，今天大多数人们心目中天文望远镜也是这一类的。这类望远镜通过一块透镜，将远处天际的星光聚集起来。它的优势在于成像锐利，但随着透镜尺度的增大，望远镜重量和磨制的难度都将大大增加。因此，折射式望远镜的镜面极限直径在1米左右。而镜面的大小，却是一台望远镜威力大小的最主要指标。另一类望远镜反射式望远镜，则能够在很大程度上解决这个问题。（ 具体可见“天文学家的眼镜”我还没有写： ））。

赫歇尔第一个主持建造适于天文学观测的反射望远镜的人。他同样是一位天才的观测者。在他的一生中，做出了不少值得科学史记载的大事。最著名的包括：1781年，赫歇尔发现了太阳系中的第七颗行星——天王星。1782年，赫歇尔编制成了第一个双星表。1783年，赫歇尔发现了太阳的自行。在星云的观测方面，赫歇尔也同样功勋卓著。在赫歇尔之前，人们知道的“星云”大概有100个左右，通过赫歇尔的努力，这个数字增长了25倍。赫歇尔做的另一件大事是他通过自己多年“恒星计数”工作的积累，用恒星描绘出了银河系得大概形状和边界。他的银河系形状和我们今天所知道的相差不多，好像一个中心微微突出的圆盘。但遗憾的是，他把太阳系放在了银河系得中央，这不幸是错误的。但考虑到他当时的观测条件，我们也不能苛求太多。

赫歇尔对星云的本质也有自己的看法。他一度认为星云是像银河系一样的遥远恒星系统。但1790年，赫歇尔观测到一颗明亮中心星周围的云雾状结构，他开始认为到星云物质是确实存在的，并且离银河系并不太远。今天我们知道，他的观测是正确的，但他所统计的星云却分为两类，银河系内的星云团，和遥远的星系。

在这个时候，星云究竟是什么，它们距离我们有多远已经成为了天文学界争论的大问题。越来越多的天文学家进入这个领域。人们开始认识到星云包含了很多不同的天体。其中一类被称作“旋涡星云”的天体最为引人注目。著名的M31，即亮度达到4等肉眼可见的仙女座大星云便属于这一类。但人们仍然无法分辨出“旋涡星云”究竟是什么。1912年前后，观测天文学家更发现，这类旋涡星云相对太阳运动的速度竟然达到1000公里每秒的速度。这使得这类天体更加的不可思议。

NOBEL 2006

NOBEL 2006

今年早些时候炸药奖颁奖的时候,写给某报纸的文章,现在应该贴出来没有什么关系了

据诺贝尔奖官方网站消息，2006年度诺贝尔物理学奖将颁发给美国的两位科学家约翰。马瑟（JOHM C. MATHER）和乔治。斯莫特(GEORGE F. SMOOT)。MATHER现在正在为美国国家航天局（NASA）的下一带空间光学望远镜JWST工作，而斯莫特现在美国劳伦斯伯克利国家实验室(Lawrence Berkeley National Laboratory)领导着一个研究组。他们二人参与了美国国家航天局发射的COBE卫星的相关研究工作。这一卫星的全名意为“宇宙背景探测者”，它旨在探测宇宙早期微波背景辐射。马瑟和斯莫特在探测宇宙微波背景辐射的黑体谱形式和各向异性的研究中扮演了关键角色，因此而获得本年度的诺贝尔奖。

相比于大爆炸理论，微波背景这个名词在大众眼里还比较陌生。你可能不会想到，这次已经是微波背景辐射的研究第二次获得诺贝尔奖。而微波背景辐射的观测已经成为宇宙学研究的基石之一。

根据大爆炸宇宙学，宇宙不是静止的存在。今天的宇宙正在经历均匀且各项同性的膨胀。换句话说，你处在宇宙的任何一个角落，都会看到远处的星系离你而去。如果在时间上回溯，宇宙的密度和温度相比今天便会越来越大。自然的结果是，在遥远的过去，宇宙会处于一个高温且高密度的状态。在这样极端的条件下，行星，恒星，星系都无法存在。所有的物质只能以最基本的粒子形态在宇宙中横冲直撞。剧烈的碰撞使得整个宇宙的物质处于近乎完美的均匀状态。这一时期距离今天已经百亿年之远，但我们仍然可以观测到它的遗迹——微波背景辐射。正像名字描述的那样，这一辐射的峰值处在微波波段（没错，就是微波炉里的那种微波）。辐射弥漫在全空间，在地球的任何一处向任何一个方向看去，微波背景辐射的强度都几乎相同。更妙的是，大爆炸宇宙学预言，微波背景辐射具有自然界最完美的黑体辐射谱形式。

早在六十年前，三个富有远见的宇宙学家Alpher, Gamow, 和Herman就指出了微波背景辐射的存在。但观测上的证实却来自20年后两个外行的意外发现。贝尔实验室的天线工程师Penzias和Wilson,他们在1965年费尽心机想要去除天线接受到的噪声（确实是费尽心机，他们甚至花时间拔出了天线上的鸟窝），结果却发现噪声始终无法消除。进一步的他们发现噪声似乎没有一个特定的源头，而是全天均匀的辐射。这正是理论家们预言的微波背景辐射，它的观测，有力的支持了大爆炸宇宙学。Penzias和Wilson因此而获得了1978年的诺贝尔物理学奖。

微波背景辐射中包含了早期宇宙丰富的信息，但不走运的是，地球的大气层对辐射的吸收使得地面的观测设备难以将这些信息提取出来。虽然Penzias和Wilson的发现坚定了宇宙学家们对大爆炸理论的信心。但人们却无法从这样简单的观测中读出早期宇宙更多的故事。在高山上建立观测站或者用热气球将观测设备送到高空可以缓解大气层带来的问题。但只有到太空中去观测才能真正把人们带回大爆炸之后不久的宇宙。

1974年，一批美国的科学家联合向美国国家航天局提出了观测宇宙微波背景辐射的初步计划。计划提出将一个探测器送入太空观测微波背景辐射，这就是COBE卫星。COBE卫星肩负着两个重要任务，观测微波背景辐射的黑体谱形式，以及探测微波背景辐射的各项异性。而这一计划的最重要的推动者，正是获得今年诺贝尔奖的John Mather. John Mather同时负责观测微波背景辐射黑体形式仪器的总体设计。COBE卫星本计划由航天飞机送上太空，但美国“挑战者”号航天飞机失事后，这一计划一拖再拖。1989年底，COBE卫星被火箭送上太空。虽然发射过程有些曲折，但COBE在太空工作的异常顺利。仅仅在观测9分钟之后，COBE送回了观测的第一批数据，数据显示，微波背景辐射的能谱正如大爆炸理论预期的那样，是近乎完美的黑体辐射谱。

微波背景辐射具有黑体辐射谱的形式，这说明宇宙早期确实存在一个高度温高压，物质分布高度均匀的时期。但如果这样的均匀是没有涨落的，那么今天的我们看到的宇宙中的种种结构，如星系，恒星便不可能形成，更不要提生命的存在。今天，我们存在在宇宙中，说明宇宙早期各处的物质密度中仍存细小差别。而物质之间的万有引力作用会使这些细微的密度涨落，随着时间的流逝逐步增长。密度相对周围环境高一些的地方会吸引更多的物质聚集成团，并最终形成今天存在在宇宙中的结构。这些早期的细小涨落，同样会在微波背景辐射上留下印记。使得我们看到的微波背景辐射在不同方向上存在微小的差别。

另一位诺贝尔奖获得者George.Smoot，正是在COBE计划中负责微波背景辐射的各项异性观测。正如前面提到的，微波背景辐射的各项异性观测可以揭示宇宙的很多秘密。科学家们可以以此为出发点，模拟宇宙中结构的演化，星系的形成历史。这一观测还可以告诉我们宇宙的组成，物质，暗物质，暗能量所占比例。甚至我们还可以从各项异性的观测中推断宇宙的形态。如果说黑体谱形式的观测宣告了大爆炸宇宙学理论的巨大胜利，那么微波背景辐射各项异性的观测可以说是将宇宙学带入了精确科学的时代。

在COBE之后微波背景辐射的探测仍然在继续。不久前刚刚释放了第三年数据的WMAP卫星以更高的分辨率将微波背景辐射呈现给我们。而不久后欧洲将发射的PLANK卫星会告诉我们更多早期宇宙的细节。

如果你打开收音机，你受到的噪声便有一小部分来自微波背景的贡献。虽然这信号看似微弱，但毫不夸张的说，我们关于宇宙演化的知识一半以上都来源于微波背景辐射各项异性的观测。

引力透镜(4)

最后终于该说弱引力透镜了.

前面已经说过了,引力透镜分强弱,很大程度上就是用眼睛看.能够从一个背景天体的像中看到扭曲的,就是强的.看不出来的,就是弱的.这句话其实还需要进一步说明.看的出来的其实都是比较极端的,比如星系被拉成长条状,看着像哈哈镜.又或者星系被弄出好多的像来.

而看不出来的,是大多数.因为宇宙有天体的地方少,空旷的地方多,所以两个天体挨得很近的情况确实少.从观测上说,本来背景星系的形状就不是什么完美的几何图形.一个椭圆的星系,光线被轻微的偏折一下,还是椭圆的.你离的远,不能知道它的真面目是什么样子的,也就说不出它是怎么被变形的.但这种现象又是广泛存在的,因为引力是长程力,虽然远处作用弱了,但并没有消失.所谓人在江湖走,谁能不挨刀.光在宇宙中走,也必然要偏折.

现在的问题是怎么测定弱引力透镜效应. 最常用的方法就是看一大堆星系形状,然后做统计分析. 这个想法是非常的聪明的. 人们假设,在远处的星系,它们虽然有椭率,但椭率的大小和指向是完全随机的.那么如果你取一小块天区,对这小块天区里的星系椭率进行平均,那么平均值应该是0. 但如果存在引力透镜效应,比如这小块天区里的星系都受到一个透镜星系的影响,那么它们的椭率就会有一个偏向性.单个的看,你看不出这些星系有什么特别的.但如果放在一起,你就会发现它们的形状都偏向某一个方向.（实际中这种偏向是很弱的，所以需要极高精度的测量）于是你可以把这些星系椭率的平均看作引力透镜信号强弱的一个估计。如果你对一块天区，每一小块都作这样的事情，最后你就可以得到一张引力透镜信号的分布图，通过一些算法，你就可以反演出在这块天区上2维的物质分布。

弱引力透镜是一个非常强有力的工具。因为它的物理非常的干净，唯一依赖的就是空间的物质分布。天文学家用它来做很多事情，特别是用来寻找暗物质。暗物质是宇宙实物的主要组分，是普通物质的10倍。由于暗物质并不发出电磁辐射，所以传统的方法没有办法探测它。但它有质量，就不可避免的有引力效应。而探测引力效应，正是弱引力透镜的强项。人们现在用弱引力透镜寻找星系团，测定星系团里的暗物质分布，测定大尺度上的物质分布和相关。以及限制暗能量的参数。

这说起来很像一个魔术。魔术师说，告诉我你看到的星系形状，我可以告诉你在宇宙这个箱子里都隐藏了什么你看不到东西。


图一，显示了远处星系光线在宇宙中穿行被扭曲的示意图。







图二，是用弱引力透镜信号还原物质分布的示意图。左边显示的是模拟的星系。每个粉红的椭圆代表一个星系，小白框里的线段表示在这个小天区里星系的椭率平均大小和方向。右边的图蓝色的就是反演得到的暗物质分布。明亮的地方表示暗物质比较多。

引力透镜(3)

这一篇主要谈论微引力透镜,其实本来讲完强透镜效应本来想接下去说弱的.但最近正好要在文献阅读课上讲一篇微引力透镜的文章,所以就先聊聊这个吧.

说微引力透镜,其实还强引力透镜的一种.回顾以前的内容,强引力透镜现象是由于有一个强大的引力源,比如星系团之类的存在,而使得在这个引力源背后的天体发出的光产生强烈扭曲的情况.微引力透镜效应在这一点上并没有什么本质的不同.之所以称为'微',是因为作为透镜的天体质量很小,小的只有太阳质量的量级,这种效应的时标很短,发生的概率很小.

爱因斯坦实际上很早就计算过微引力透镜的有关性质,不过他发现这种事件的观测效应太小了,所以放弃了进一步的工作.但随着技术的不断进步,在60年代以后,微引力透镜又进入了人们的视野.1986年,著名天体物理第一次引入了"微引力透镜"这个称呼.

最早,寻找微引力透镜现象的人主要想研究的是银河系伴星系中那些一小团一小团的暗物质.但最近几年里,人们发现,为引力透镜实际上是寻找地外行星的有力手段.

想法还是挺简单的,近处作为透镜的恒星与背景恒星在天球上很近的擦肩而过(实际距离很远,但我们看到两个恒星在天空中的位置重合在一起了).这样背景恒星的亮度会由于透镜的影响发生突然的光变.如果作为透镜的恒星并不孤独,而是带有一个或者多个伴侣的话,那么引起背景恒星的光变便会非常的有特点.人们可以通过模型拟和定出行星系统到恒星的距离,行星和恒星的质量之比.

这一寻找地外行星的方法非常的有吸引力.第一,这个方法对行星的质量不敏感.不像其他的方法,只能看到比较大的地外行星.微引力透镜使我们可以追踪地球质量的行星.第二,这个方法对行星相对恒星位置很敏感,而最容易探测到的区间,恰好和最可能存在生命的行星所在的区间类似.


然而观测的难度是巨大的,首先恒星对恒星的引力透镜现象就是非常难以发生的.大约每看到几百万颗麦哲伦云里的恒星,才能够目睹一次恒星对恒星的引力透镜事件.第二,行星系统的微引力透镜现象可以看作一个由恒星引起的主光变,加上一个由行星引起的次级光变.而次级光变的时间非常短暂.并且,虽然可以用这种方法看到行星,但之后,随着两颗恒星位置的离开,我们没有什么办法可以做跟踪观测.

然而科学家们还是乐观的.当年爱因斯坦认为完全不可能看到的事件,我们今天已经以相当高的精度观测到.也许在不久的将来,以上的困难都会被克服.

引力透镜(2)

上一篇文章里探讨了引力透镜的基本概念和现象.下面3篇我打算稍微细致的讨论一下引力透镜的现象.在天文学研究中,人们一般习惯把引力透镜现象分为强弱两种.有意思的是,分类的标准并不是非常严格.

一个引力透镜现象中涉及两种天体,一个是在遥远处的作为光源的天体相当于透镜试验中的蜡烛,称为背景天体,另一个是在背景和观测者之间存在的,使背景光源发出的光线弯曲的透镜天体. 简单的说,强引力透镜现象就是你可以直接从照片上看出来的引力透镜现象,而弱引力透镜现象则是你不能从单个引力透镜系统中得到引力透镜的信息,要通过大量样本的统计提取信息.

那么是不是质量大的天体就一定能造成强引力透镜效应呢? 答案是否定的,从透镜方面说，强的引力透镜源并不需要是质量很大，却需要投影在垂直视线平面上的面密度高。一块浮游在星系中的星云可能质量很大，但因为面密度太低，不能成为很强的引力透镜源。相反的，一个黑洞的质量可能只有几个太阳质量，却可以使周围的空间极大的扭曲。另外，一个引力源即使可以造成强引力透镜现象，也只是在靠近它的区域内，在远离它的地方，时空的扭曲变得比较弱，背景的扭曲就不那么明显了。对于一个点质量来说,人们可以定义一个爱因斯坦环,强引力透镜效应范围就是这个环的尺度,如果背景星系刚好和透镜天体在视线方向重合,则它的像变成一个圈,成在爱因斯坦环上.最后，正好像透镜试验一样，引力透镜天体在背景和观测者之间的位置也决定了它能够造成背景扭曲的程度，一般的说，当透镜天体正好位于背景和观测者中间的时候，透镜的效应最强。

下面我将用图片的语言，来展示强引力透镜的现象。



上面这幅图来自bell实验室的网站,显示了背景星系的光线受到中心星系团的扭曲,最后到达观测者的情况.




左面的图是哈勃望远镜拍摄的图像.一个遥远的星系正好处在一个星系团 CL0024+1654背后.在星系团的强大引力场作用下,背景星系分裂出了5个像.图中的黄色星系是星系团的成员,而蓝色星系是背景星系的像

引力透镜(1)

透镜大家都见过,也都常用.越来越多的人有副眼镜,这是凹透镜,大多数人老了要用放大镜看东西,这个是凸透镜.

透镜可以放大图像,可以缩小事物,可以成正像,可以成倒像.这些其实都是表象,本质上,所有透镜都做同一件事情,就是扭曲光线.

我们看到这个世界,是因为这个世界发出的光线进入了我们的眼睛.当有一个透镜摆在眼睛前面,光线的路径就被改变了.结果是我们看到的世界被扭曲了,偏离了她真实的形象.从这个意义上讲,很多东西都可以称作广义的透镜,比如玻璃,水杯,甚至大气层.

这些广义的透镜中最神奇的就是引力透镜了,它无处不在,却不被我们察觉.只是因为它所影响大多数情况下是微妙的,它所影响的光源是天文距离上的.所以一般人不能够察觉.

故名思义,引力透镜是因为光的路线被引力改变了.而引力是所有东西所共有的性质(只要是存在在宇宙里的东西,没有无引力的),所以,引力透镜到处都是.我是一个引力透镜,你也同样是一个引力透镜.


引力会对光线造成影响的想法已经很有历史,在牛顿的时代,牛顿认为光线是一束粒子,而且有其质量,这样引力当然就会使这束粒子偏转.但随即,很多 重要的实验显示,光似乎更像一种波动,而不是粒子.引力对波的影响是什么样的呢?大家不知道.这个想法就被搁置了下来.直到爱因斯坦发展出广义相对论,人 们终于有了神兵利器可以处理引力和光线作用的问题.在广义相对论的框架下,物质的存在会让周围的空间被扭曲,这种扭曲影响了光线的行进路线.

但多数情况下,物质周围的引力场太弱了,光线路线的改变微小的无法察觉.举例来说,人们第一个发现的引力透镜现象是水星发出的光线,在太阳强大的引力场影响下偏离了2个角秒.而一个角秒有多大呢?请你把你的手臂伸直,立起小拇指,小拇指所挡住的视角是1度,一度是3600角秒!另一个说明角秒的例子是,太阳在天上的视角大概是一度(你可以用小指刚好挡住),太阳造成的水星光线的偏转是它本身尺度的1/3600.

但在天文尺度上还是有不少极具统治力的引力源,比如黑洞,星系,星系团.这类强大引力源会使周围的空间剧烈的扭曲,透过它们的身旁去看远方的天体.那些天体的像会被扭曲的不像样子.甚至出现多重像.

天文学家们研究这些像扭曲的样子,可以推断出这些强大透镜的性质.如今,这一手段已经成为天文学家探测宇宙结构最有效的手段之一.

引力透镜--前言

写了些星系的事情,觉得应该好好想想怎么继续往下写.趁这个空隙,我决定写一点和自己课题更加相关的东西: 引力透镜.

我一直不知道一个非天文专业的人听到这四个字会有什么样的想法,会觉得很有意思,还是会觉得太深奥而敬而远之呢.

引力透镜实际上是一件很简单的事情,有丰富而有趣的观测现象,但如果真正去研究,却会碰上复杂的公式,数值计算和统计,很多天文学专业的人也会觉得晕头转向.

我能把它写的很有意思么?试试吧: )

星系的故事(3)

哈哈,现在开始说星系是什么.

对科学家来说,星系看起来是什么样和星系的定义完全是两个不同的事情.看起来差不多的东西也许往往在实质上是完全不相同的.所以即使我们住在星系里,看到很多星系,我们还是需要一个星系的准确定义.不过不幸的事,我们没有一个公认的星系的定义.这并不是说我们不知道星系是什么,而是我们在用的时候有比较大的随意性.下面来详细的说说星系的生事.

按照当下已经被各种观测检验,奉为标准模型的大爆炸宇宙学,宇宙的早期是一片火海,所有什么地球阿,恒星啊,人类啊,猿猴啊,都不能够存在.唯一可以存在的是基本粒子,开始就是各种夸克,后来宇宙膨胀了,变得凉快了一些,不那么基本的粒子,比如原子核开始形成. 但宇宙仍然非常的热,并且所有的粒子都均匀的分布,哪里也不比另外的地方更多一些,这些粒子在宇宙中横冲直撞,好像一群小魔鬼.

等宇宙继续膨胀,继续变凉,粒子们的速度降了下来(就好像水蒸气的状态下,水分子是到处乱撞得,等温度降低,就成了水滴). 这个时候他们跑不动了,万有的引力便强行的将它们拉在一起. 变成了一团一团的物质.

这一团物质中的成分可以分成两种,一种是组成我们的物质,具体说就是质子,中子,电子这些常规粒子和它们组成的集合.另一部分被天文学家们称作是暗物质.估计你会很惊讶的是,暗物质的重量在宇宙中的比例是重子物质比例的10倍.也就是说,在我们提到的一大团物质中,大多数是暗物质.

暗物质和重子物质有一个很大的区别,那就是暗物质之间的相互作用除了引力之外很弱.这造成一个后果,重子物质不能够聚集的很密.打一个比方来说,一个火箭如果速度足够快,可以离开地面的束缚,绕地球运动,但如果它想掉下来,必须把自己的燃料耗光. 暗物质由于不能和别的物质以及自身发生相互作用,就失去了消耗燃料的途径,不能够彻底的塌缩下来.而重子物质可以通过相互之间的电磁作用,把自己的动能通过光子释放出去,所以可以聚集的紧密的多.

这样会有什么后果呢?

重要的后果就是,当我们把一团暗物质和重子物质放在一起,足够的时间后,重子物质会聚集到中心,而暗物质在周围呈晕状.

实际的发生事情是,由于暗物质性格比较冷淡,它们在宇宙的演化过程中率先结成团块,这些团块的引力会把重子物质拉过来,最后,重子物质在这些团块的中心聚集. 在重子物质中恒星形成,成为了我们能看到的星系.

所以说,星系就是:在一团暗物质晕中的一个由恒星和气体组成的束缚系统.

星系的故事（2）

写起来没什么顺序，现在写点前传。

首先说说附近的星系，大家都知道银河系是个星系。在天上看银河系就是一条淡淡的带子。范仲淹写词有一句我很喜欢，叫“星淡银河垂地”， 实际上银河那蒙蒙胧胧的一片是无数暗淡的小星星（实际亮度可能很大，只是离我们太远了），我们的肉眼分不开它们，所以就看成一片东西了。这个现象很有意思，因为天上暗淡小星星很多的地方只有一条带，这说明星星在天上不是均匀分布的，就银来说，大多数恒星分布在一个盘上，而太阳也是这个巨大银盘中的一颗小小的明珠，所以我们在盘里看盘，就看到一套带状的银河。一般来说，天淡的时候是因为月明，月明天淡，银河也淡，所以这句词多少有点问题。

说跑题了，我们肉眼能看到的星系实际不太多，在南半球可以看到大小麦哲伦云，很明亮，这其实是离我们最近的星系，但它们其实是银河系的卫星星系。卫星星系这个词的意思是说它们被银河系的巨大引力束缚住了，就好象地球是被太阳束缚住，月亮是被地球束缚住围着地球转。所以大小麦哲伦云也是这样的地位属于银河系的近藩，向银河系称臣纳贡。银河系这样的卫戍星系还有20个左右。

真正能和银河系分庭抗礼的星系是仙女座大星系，这个星系是独立的星系里离银河系最近的。视星等有4等，在黑暗的野外，视力好的人都可以看到。由于引力是万有的，所以星系和星系当然也会互相吸引，聚成一团一团，小一点的团叫星系群，大的团为星系团（科学家起名字真懒惰）。银河系和仙女座大星系都属于本星系群(这里“本”是local的意思),而本星系群是室女座星系团的一部分(在夜晚,你可以在室女座方向看到很多星系)。仙女座是附近的老大，而银河系是附近的第二大星系。仙女座附近还有一个很亮的星系,在三角座,大概6等的亮度,也很容易用一个双桶望远镜看到.

仙女座大星系和银河其实很相像，科学家们称这类星系为漩涡星系，这类星系有一个很明显的星系盘，有巨大的旋臂，在旋臂上有恒星在形成。与此不同的另一类就是以前说过的椭圆星系，在这类星系里恒星基本上成球对称分布，并且没有什么气体。M87是一个巨大的椭圆星系,也许是我们知道的最大的星系.

P.S.左上角的图是M104,就是著名的草帽星系,看起来很像一个墨西哥草帽.这个星系介乎漩涡星系和椭圆星系之间,它有一个巨大的核球,和一个很薄的气体盘.
P.S."M104,M87,M31"中M的意思是梅西耶星表编号,梅西耶是一个近代的业余天文学家,他把天上很多用望远镜看起来很模糊的"星云"编了一个标共有100多个天体,这就是梅西耶星表.这个星表最初的目的是为了让寻找彗星的人不要误把它们当作彗星.现在很多天文学家还喜欢用这个星表里的编号,这个星表里面的天体其实是目视最亮的星系,星云,星团,今天仍然是天文业余爱好者最喜欢观测的目标.有一个在业余天文爱好者里流行的活动叫做"梅西耶天体马拉松",人们试图在一个晚上观测到所有的梅西耶天体,完成这个项目只在3月底4月初是有可能的.

星系的故事

隨便寫，沒有什么規律，算是隨筆吧。

天上的星星都是喜欢结团的。星星结的小团叫星团，有疏散和球状两种。结成的大团大家都知道，就是星系了。星系也可以分类，一般无非两类，红色的蓝色的，早型的晚型的，活动的非活动的，按形态也大抵是两种，漩涡型的和椭圆型的（当然还有小部分不规则的）。

哈勃对星系的形态分类做了很大贡献，他画了一个很好看的音叉图来说明他的分类方法。在他看来，星系的形状无非有两点，一个是它中心核球的大小，一个是它星系盘的大小，按照这个方法可以把星系的形态从椭圆星系到漩涡星系排出个队列。标准的椭圆星系可以看作是一个没有盘的大核球。椭圆星系里几乎没有什么气体，这也预示着，在这些星系里，恒星不在能够形成。

一个非常有意思，并且现在还没有被科学家们解决的问题是这些星系之间有没有演化的关系。从音叉图的序列来看，这样的关系很可能是存在的，但不能直接确定。早期的科学家们并不认为椭圆星系和漩涡星系有演化关系。他们一般认为椭圆星系是在气体塌缩过程中一次性形成的。最近30年，很多数值模拟显示，当两个漩涡星系并和的时候，它们的盘会被瓦解，并且形成星暴，用光气体，形成一个椭圆星系。这一图景看上去很有吸引力，人们在一些椭圆星系里看到了不同时期形成的恒星，这对这个理论是一个坚实的支持，但我们仍然不能肯定，是否并和主导了椭圆星系的形成。因为同样存在一种可能性，椭圆星系早已形成，并和只是在其中加入一部分恒星。这些形成图景也可能是交叉存在的。


注：左上（星系合并）右下1（哈勃音叉图）右下2（椭圆星系M87)