银河系看起来像个太极图?我第一次听说这事儿也愣了
那天晚上我窝在沙发上刷手机,突然看到一张银河系的高精度照片,说实话,平时看过不少星系图片,但那一瞬间我还是愣住了——银河系的两条旋臂缠绕着中心,一明一暗,像是两条鱼互相咬着尾巴,脑子里蹦出来的第一个念头竟然是:这不就是太极图吗?
我知道这个联想听起来有点扯,但你仔细看一会儿,真的会越看越像,不是我一个人这么觉得,很多天文学家在研究银河系结构的时候,也注意到了这种奇妙的对称性。
不过咱们先别急着往玄学上靠,这事儿背后的科学道理其实更让人上头。
银河系到底长什么样?我们得先搞清楚这件事
有个尴尬的事实得先说出来——我们住在银河系里面,就像一条鱼想描述整片海洋长什么样,你想想,你在房间里能看清整栋大楼的外观吗?不能吧,天文学家面对的就是这种困境。
但人类厉害就厉害在这儿,我们虽然飞不出银河系,但可以通过各种观测手段一点点拼出它的模样,目前最靠谱的认知是这样的:银河系是一个棒旋星系,中心有一根恒星组成的“棒子”,从棒的两端各伸出两条主要的旋臂,我们的太阳系就躲在其中一条叫猎户臂的小分支上,离中心大概2.6万光年。
重点来了——银河系主要有两条大旋臂,分别是英仙臂和盾牌-半人马臂,这两条旋臂从中心棒的两端甩出去,沿着优雅的弧线缠绕着星系核,你从正上方俯视的话,它们恰好形成一个类似S形的结构,而这个S形被一个近似圆形的星系晕包裹着。
说到这儿,你应该已经感觉到那股太极味儿了。
为什么说它像太极图?不止是看着像而已
太极图的核心是什么?阴阳对立又统一,你中有我、我中有你,而且整个图案呈现出一种旋转的动态平衡,巧了,银河系恰好把这几条全占了。
| 太极图的特征 | 银河系的对应特征 |
| 阴阳双鱼互相缠绕 | 两条主旋臂对称环绕中心 |
| 阴中有阳、阳中有阴 | 旋臂中有大量暗物质穿插 |
| 整体呈旋转动态 | 星系盘以约220km/s的速度自转 |
| 中心对称又非完全对称 | 旋臂长度、亮度存在微妙差异 |
我们先说明暗对比,太极图里一黑一白两条鱼,银河系的旋臂也是一条亮一条相对暗些,英仙臂的恒星形成区更密集,看起来更“亮”;盾牌-半人马臂虽然也很壮观,但在某些波段下观测,恒星分布的密集程度确实有差异,这不是绝对的谁亮谁暗,而是一种相对关系——就像太极图里不是纯黑纯白,而是黑中有白点、白中有黑点。
再来看旋转这件事,银河系不是静止的,整个星系盘在转动,而且不同半径的地方转速还不一样,这种较差自转让旋臂不断扭曲、拉伸,却又能维持一个相对稳定的图案,天文学家到现在还在争论旋臂到底是物质臂还是密度波——如果是密度波,那它就更像太极图了,因为太极图描绘的本来就是一种流动的动态模式,而不是固定的实体。
还有一点特别妙,太极图的S形曲线在数学上非常接近对数螺线,而银河系的旋臂恰恰被证实具有对数螺线的形态,中国科学院紫金山天文台的研究团队在2015年通过甚长基线干涉测量技术,精确测定了一批大质量恒星形成区的距离和运动,发现银河系旋臂的俯仰角大约在7度到15度之间,完美符合对数螺线模型,这不是巧合,这是宇宙尺度上的几何美学。
暗物质:银河系里看不见的那条“阴鱼”
如果银河系只是一堆看得见的恒星转来转去,那它还不够“太极”,真正让这个比喻站住脚的,是暗物质。
我们现在知道,银河系可见物质的总质量只占整个星系质量的不到20%,剩下超过80%全是暗物质,暗物质不发光、不反射光、不吸收光,我们只能通过引力效应推断它的存在,它像一个巨大的透明骨架,撑起了整个银河系的结构。
你感受一下这个画面:明物质是旋臂里闪闪发光的恒星和气体,暗物质是无形的质量海洋,一个看得见,一个看不见;一个活跃热闹,一个沉静深邃,它们互相包裹、互相作用,谁离了谁都不行,没有暗物质的引力,银河系的旋臂早就被转散架了;没有可见物质的聚集,暗物质也不过是一团寂寞的幽灵。
这不就是阴阳互根吗?
古人没有望远镜,但他们好像“看”到了什么
写到这里我不得不提一个让我后背发凉的事实。
太极图的起源可以追溯到新石器时代的陶器纹饰,后来在宋代经过周敦颐和邵雍等人的整理,才形成我们今天看到的标准化太极图,问题是,那个年代的人根本不知道银河系长什么样,他们没有射电望远镜,不知道河外星系的存在,甚至连地球是圆的这事儿都没完全接受。
但他们偏偏发明了一个图案,和20世纪射电天文学用干涉阵列才拼出来的银河系结构高度相似。
有人说这是巧合,有人说这是古代高维智慧的遗留,还有人搬出了柏拉图的“理型论”——认为人类意识深处本来就埋藏着宇宙结构的某种原型,我个人倾向于谨慎一点:很可能古人在观察自然界中的旋涡——水涡、气旋、植物的螺旋生长——时,归纳出了一种普遍的动态平衡模式,而这个模式恰好也是星系形成时的最优解。
话是这么说,但每次把银河系的旋臂图叠在太极图上,看着它们严丝合缝地重合在一起时,我还是会觉得这事儿有点说不清道不明的妙。
我们自己也在那条“鱼”里面
还有一个让人恍惚的细节。
太阳系不在银河系的中心,也不在任何一条主旋臂上,而是藏在猎户臂的一个小分支里,这个位置相对安静,远离中心超大质量黑洞的剧烈辐射,也远离主旋臂里密集超新星爆发的危险区,正因如此,地球上才能安安静静地演化出生命,然后有那么一群无聊又好奇的人,抬头琢磨天上一圈圈的星光到底是怎么回事。
也就是说,我们本身就嵌在这个太极图里,不是旁观者,是它内部的一个小气泡里诞生出来的意识碎片,银河系转一圈要2.3亿年,恐龙灭绝的时候我们处在银河系的另一边,现在太阳系正穿行在本地泡里,而整个银河系正以每秒600公里的速度朝室女座星系团飞去。
你不觉得这很像太极图里那个小圆点吗?我们就安安静静地待在旋臂之间的过渡区,看着周围的一切呼啸旋转,然后指着这一切说:嘿,这看起来挺像我们家墙上挂的那个老图案。
最后还想说几句关于“发现”的感慨
我有时候觉得,人类探索宇宙的过程,其实就是在不同尺度上反复发现同样的规律,从DNA的双螺旋到银河系的旋臂,从贝壳的螺线到热带气旋的云图,从溪流里的漩涡到星系的旋转曲线——大自然好像特别喜欢螺旋这种东西。
而太极图,也许就是人类在没有数学公式和高科技仪器的时候,用最朴素的方式,把这个普遍规律画了出来,几千年前的一个人,盯着水流打转看了很久,然后在陶罐上刻下了一道S形的弧线,他不知道这道弧线将来会和2000亿颗星星的排列方式对上。
他只是觉得,这大概就是世界运行的方式。