第八章

遥远目标的真相
人们从未放弃发现新天体的努力，从古到今，观测手段越来越先进，但总有目力不及的地方。人类的技术能力总是落后于认识能力，只能脚踏实地，一步一步来。据国外媒体报道，有关“大爆炸”之后出现的最初物体的最新证据开始让科学家们展开了热烈讨论，它们到底会是什么。研究人员称，充当最初的宇宙“焰火”角色的可能是恒星或是类星体，但是还不确定到底是哪一种。宇宙天体
利用美国国家航空航天局斯皮策太空望远镜，研究人员分析了来自太空深处的红外线辐射。他们首先将前景中新生星系明亮图象去除掉，以便发现古老的背景光芒。这些研究人员在红外线背景辐射中发现了一些色块，他们相信这些色块来自于“大爆炸”后的最初物体。卡什林斯基博士说，“观测这些宇宙红外线背景辐射就像是在一个明亮的城市中欣赏远处的焰火。”研究人员说他们将把早期恒星发射出的光线分离出来。同时，他们也指出，发出光芒的早期物体也可能是一些类星体——大型黑洞，它们消耗掉大量的气体与碎片并重新以强烈的能量爆发形式喷发出物质。卡什林斯基博士称，“我们无法说明‘火焰’中的每一个火花，我们只能够看到大型的结构和他们的光芒。”澳大利亚国立大学的天体物理学家米歇尔·贝塞尔教授指出，这是因为他们缺乏具有足够分辨率的仪器。他指出，科学家们已经证实我们可以看到宇宙最早的恒星形成时期的景象，这是非常令人兴奋的。但是，重要的问题是我们到底在看什么物体。贝塞尔称，“如果遥远的‘焰火’是类星体的话，那么这意味着最初的恒星会形成得更早一些时间。类星体是星系的中心，而星系被认为是在最初的恒星形成的较晚阶段才形成的。”贝塞尔指出，天文学家认为，在宇宙早期，恒星变得非常之大，因为他们包含着更少的金属成分。卡什林斯基博士及其团队称，如果他们看到的是恒星的话，这些恒星必定极其明亮，体积将超过我们的太阳一千倍。卡什林斯基博士的问题是，“最大的恒星能是什么样呢？找到答案将是十分令人兴奋的事情。”贝塞尔指出，下一代的斯皮策太空望远镜或是“平方公里望远镜阵列”将有助于破解这些遥远目标的真象。　月球之谜种种
月亮是地球的卫星，它围着地球转，是距地球最近的天体，也是人类足迹唯一踏上的星球。就是这样一个星球，人类对它的认识也不是全面而深刻的。请看科学家所开列的种种课题吧。月球之谜月球起源之谜 对于月球的起源，科学家提出三种理论，它们全都有缺陷，但是“阿波罗”计 划却有助于证明。有些科学家认为，月球是和地球一起，于四十六亿年以前，从一团宇宙尘埃中生成的。另一种理论认为 月球是地球的“孩子”，也许是从太平洋地区“抠”出去的。然而“阿波罗”登月探险的结果表明，地球和月球的结构成分差别很大，有一些科学家提出了另一种假说 ，即“俘获说”。他们认为，月亮是偶然闯入地球引力场，而被锁定在目前的轨道上。可是，要从理论上解释这一过程的机制，难度相当大。因此，上述三种理论 全都难以站得住脚。正如罗宾·布列特博士所称：“要解释月球不存在，要比解释月球存在更容易些。” 月球年龄之谜 令人惊异的是，从月球带回的岩石标本，经分析发现其中99％的年龄要比地球上90％年龄最大的岩石更加年长。阿姆斯特朗在“寂静海”降落后拣起的第 一块岩石的年龄是36亿岁。其他一些岩石的年龄为43亿岁、46亿岁和45 亿岁——这几乎和地球及太阳系本身的年龄一样大，地球上最古老的岩石是37 亿岁。1973年，世界月球研讨会上曾测定一块年龄为53亿岁的月球岩石。 更令人不解的是，这些古老的岩石都采自科学家认为是月球上最年轻的区域。根据这些证据，有些科学家提出，月球在地球形成之前很久很久便已在星际空间形成了。月球土壤的年岁比岩石年岁更大月球古老的岩石已使科学家束手无策，然而，和这些岩石周围的土壤相比， 岩石还算是年轻的。据分析，土壤的年龄至少比岩石大10亿年。乍一听来，这是不可能的，因为科学家认为这些土壤是岩石粉碎后形成的。但是，测定了岩石和土壤的化学成份之后，科学家发现，这些土壤与岩石无关，似乎是从别处来的 。月球发声之谜在“阿波罗”探险过程中，废弃的火箭第三节推进器会轰地一下撞在月球表面。据美国航空航天局的文件记载，“每一次这样的响声，听起来仿佛是一个大铃铛 的声音。”当登月人员降落在颜色特别黑的平原上时，他们发现要在月球表面钻孔十分困难。土壤样品经分析后发现，其中含有大量地球上稀有的金属钛（它被用于超音速喷气机和宇宙飞船上）；另一些硬金属，如锆、铱、铍的含量也很丰富 。科学家觉得迷惑不解，因为这些金属只有在很高的高温——约华氏4500度 下，才会和周围的岩石融为一体。月球的不锈铁之谜月球表面月面岩石样其中还含有纯铁颗粒，科学家认为它们不是来之陨星。苏联和美国的科学家还发现了一个更加奇怪的现象：这些纯铁颗粒在地球上放了七年还不生锈。在科学世界里，不生锈的纯铁是闻所未闻的。月球放射性之谜月亮中厚度为八英里的表层具有放射性，这也是一个惊人的现象。当“阿波罗15”的宇航员们使用温度计时，他们发现读数高得出奇，这表明，亚平宁平原附近的热流的确温度很高。一位科学家惊呼：“上帝啊，这片土地马上就要熔化了！月球的核心一定更热。”然而，令人不解的是，月心温度并不高。这些热量是从月球表面大量放射性物质发出的，可是这些放射性物质（铀、铊和钚）是从哪里来的？假如它们来自月心，那么它们怎么会来到月球表面？月球上的大量水气之谜最初几次月球探险表明，月球是个干燥的天体。一位科学家曾断言，它比戈 壁大沙漠干燥100万倍。“阿波罗”计划的最初几次都未在月球表面发现任何水的踪迹。可是“阿波罗15”的科学家却探测到月球表面有一处面积达100平方英里的水气团。科学家们红着脸争辩说，这是美国宇航员废弃在月亮上的两个小水箱漏水造成的。可是这么小的水箱怎能产生这样一大片水气？当然这也不会是 宇航员的尿液——它直接喷射到月球的天空中。看来这些水气来自月球内部。 月球表面呈玻璃状之谜 “阿波罗”的宇航员们发现，月球表面有许多地方覆盖着一层玻璃状的物质， 这表明，月球表面似乎被炽热的火球烧灼过。正如一位科学家所指出的：“月亮上铺着玻璃。”专家的分析证明，这层玻璃状物质并不是巨大的陨星的撞击产生的， 有些科学家相信，这是太阳的爆炸——某种微型新星状态——产生的后果。月球中的磁场之谜早先探测和研究表明月球几乎没有磁场，可是对月球岩石的分析却证明它有 过强大的磁场。这一现象令科学家大惑不解，保罗·加斯特博士宣称：“这里的岩 石具有非常奇特的磁性……完全出乎我们意料。”如果月球曾经有过磁场，那么它就应该有个铁质的核心，可是可靠的证据显示，月球不可能有这样一个核心；而 且月亮也不可能从别的天体（诸如地球）获得磁场，因为假如真是那样的话，它就必须离地球很近，这时它会被地球引力撕得粉碎。月球内部神秘的“物质聚集点”之谜1968年，围绕月球飞行的探测器首次显示，月球的表层下存在着“物质聚集结构”。当宇宙飞船飞越这些结构上空时，由于它们的巨大引力，飞船的飞行会 稍稍低于规定的轨道，而当飞船离开这些结构上空时，它又会稍稍加速，这清楚地表明这物质聚焦结构的存在，以及它们巨大的质量。科学家们认为，这些结构就像一只牛眼，由重元素构成，隐藏在月球表面“海”的下面。正如一位科学家所称：“看来谁也不知道该如何来对付它们。”　类星体的巨大红移
随着科学技术的飞跃进步，越来越多的未知天体被发现。类星体是人类迄今为止观测到的最遥远的天体。欲知这些天体的过去和未来，还有待于人类科技的更大突破。类星体红移类星体和脉冲星、星际有机分子、微波背景辐射被并称为20世纪60年代射电天文学的四大发现。在当时，天文学家发现了一种特殊的天体。它们在普通的光学观测中只是一个类似恒星的光点；而在分光观测中，它们的谱线具有很大的红移，又不像恒星。这些天体统称为“类星体”。其中，有些因不断向外辐射无线电波，被称为“类星射电源”；有些不辐射无线电波，但也具有很大的红移，被称为“蓝星体”。到目前为止，经确认的各种类星体已有七千多个。我们知道，从天体的红移量可以得到天体远离我们而去的速度和它们与我们的距离。而类星体的红移量之大，使天文学家非常吃惊。据观测，绝大多数类星体离我们远去的速度为每秒几万公里至十几万公里，有些甚至达到每秒二十七万公里的“疯狂”速度，已达光速的百分之九十！类星体是人类迄今为止观测到的最遥远的天体，大都距地球一百亿光年以上。20世纪80年代初期，澳大利亚的天文学家观测到的一个类星体距离地球竟达二百亿光年，也就是说，我们现在观测到的形成这个类星体图像的光是在二百亿年以前发出的！这一下子把人类对宇宙认识范围扩大到二百亿光年之遥。如果真是这样，那么它们自身的能量比一般星系能量还大上千倍。然而令人惊讶的是，类星体的直径只有普通星系的十万分之一到百万分之一，还不到一个光年，体积类似太阳。尽管个子如此地矮小，可它释放出来的能量却相当于二百个星系，或二十万个太阳的能量总和。类星体因而被称为“宇宙中的灯塔”。类星体的体积不大，却又释放出如此强大的能量。这按照普通的物理规律是不可思议的。经过多年的研究，专家们认为类星体可能是一个巨型恒星或许多恒星爆发后坍缩成的巨大引力场——即黑洞时产生的天体，它的能源就是黑洞。或者是超新星爆发时喷射出来的气体和物质源源不断地流进正在形成的星系中心附近的黑洞的时候，黑洞就爆发成了一个类星体。随着爆发的持续，它本身会变得特别明亮。事实上类星体本身就是一个星系核，由于它特别明亮，所以我们难以看到这个星系中的其他恒星。对类星体巨大的红移尚有多种解释：一种是宇宙学红移，即认为红移是由于类星体的退行产生的，反映了宇宙的膨胀；另一种认为是大质量天体的强引力场造成的引力红移；还有的认为是多普勒红移。现在天文学家正在寻找和类星体有物理联系的天体以确定类星体的距离。 大恒星是如何形成的？
人类有究根问底的习惯。恒星是我们比较熟悉的天体概念，自然得到人们更多的关注。现在人们对恒星的研究已经取得了较多的成果，但“路漫漫其修远兮，吾将上下而求索”，只要求索下去，最终一定会有个结果的。恒星之谜据国外媒体报道，一支国际性研究小组日前借助“甚大射电望远镜”首次证明了一项有关大型恒星形成的理论。科学家们此次观测的重点为一颗编号G24 A1的年轻巨型恒星。根据天文学家们先前提出的一项假说，在恒星形成的过程中，在其周围会形成一圈高速旋转的圆盘结构——其中的物质会不断坠入恒星之中。因此，沿圆盘的旋转轴线会出现一些被抛散出的物质。这样一来，在形成恒星的过程中将会出现三种物质的运动方式：部分物质会坠入恒星核，部分物质会被抛离恒星，还有部分物质会进入围绕恒星旋转的圆盘之中。G24 A1号恒星距离地球约25万光年，质量几乎是太阳的二十倍。现有的有关恒星形成过程的理论可以解释清楚那些质量不超过太阳八倍的恒星的形成过程。但是，由于会受到恒星周围物质运动的影响，现有理论无法解释那些质量更大的恒星的形成过程。科学家们此次是通过观测G24 A1恒星周围氨分子的辐射来研究这颗年轻恒星周围气体的运动过程的。据介绍，G24 A1周围的气体形成一圆形结构，其中的部分物质正在不断坠入恒星之中。研究人员表示，这是科学家们首次在大型恒星附近观测到类似的运动过程。据美国国家射电天文学实验室网站公布的消息，今后，科学家们还将继续对G24 A1和其他类似天体进行研究。宇宙恒星的形成图彗星去了哪里？
彗星，俗称扫帚星。在科学不能解释世界的古代，彗星是个不祥之物，世界各处，概莫如此。现在，科学家对彗星除了破除迷信而外，从天文学的角度又有了新的发现和解释。天文学家又发现数千个被认为是正在以极快的速度通过我们太阳系的几千颗彗星已不见踪影。澳大利亚墨尔本大学的一位物理学家罗伯特·富特博士认为，这些彗星可能仍然在那里，只不过是我们看不见了而已。它们中的一些可能甚至在与地球相碰撞的路途中。彗星
罗伯特·富特博士是一个粒子和理论物理学家。他提出，许多失踪的彗星可能是由称之为“镜像物质”的奇异物质构成的，该物质是一种新的不可见的物质。有一小部分物理学家认为，这可能是一些难以捉摸的“暗物质”。一般认为，暗物质是构成大部分宇宙的框架，但还没有人证实这一观点正确与否。但是富特博士认为，这是理论物理学家所应该做的，是将这种观点理论化。富特博士在一本介绍这种证据的新书中概括出了他的理论和其他镜像物质推崇者对镜像物质的研究。富特博士也有一些镜像物质存在的诱人证据。过去几年间，对这种理论的几乎每个天体物理和试验性的预测，实际上都是通过观察和实验进行观测的。如果“镜像物质”确实存在，那么，那里也就应该存在镜像恒星，镜像行星，甚至其他镜像生命。”这一理论得到了一小部分镜像物质推崇者的支持，包括一些世界著名的学者，例如诺贝尔物理学奖获得者谢尔顿·格拉肖。富特博士说，镜像物质的一些最令人激动的证据，就是我们的行星经常被小行星状大小的由镜像物质构成的天体所破坏，造成一些扑朔迷离的事件。如1908年发生在西伯利亚的大爆炸，类似的较小的事件不久前还在约旦和西班牙发生过。天文学家发现，大多数彗星在它们的第一次通过我们的太阳系之后便销声匿迹了。这种情况可能是它们不是分解就是离开。它们已失去了形成自己发光头尾的易挥发气体和冰。实际上，它们成为了类似小行星的岩石块。但是，美国科学家最近做了一些模型来确定失踪的彗星的命运。他们得出确切结论，被发现的休眠的彗星或小行星的数量是太低太低，远不能与预言的数字所相符。大约低了100倍。那它们去了哪里了呢？富特博士说，有一个很好的例子说明这些失踪的彗星是用镜像物质构成的。他指出了一些迄今人莫名其妙的事件作为例子。例如，早在1908年西伯利亚的通古斯，当时的一次爆炸将大约两千一百平方公里的森林夷为平地，相当于一千枚原子弹爆炸的当量。科学家们认为是一颗小行星，但是显然他们没发现陨石坑，陨星碎片痕迹。2001年4月在约旦，在一个送葬的路上一百个证人目击了低空的一个火球，突然列成两个，然后撞入了大约一公里外的一个山丘中。当地的天文学家既未发现一颗陨星，也没发现陨石坑，只不过留下了一块烧焦的土地和枯树。如果在约旦坠落的天体由普通物质构成，那它就不能把整个中东的大部分地区照亮。彗星如果通古斯和约旦的事件是镜像天体物质产生的结果，那么大量的镜像物质就可能隐藏在这些地点的表面下面，等待人们去发现。至于失踪的彗星，它们能简单地成为嵌入普通物质的镜像彗星。它们一旦通过太阳，其中的普通的易挥发部分进一步地消失，仅剩下一个不可见的镜像物质核。这就能解释为什么那么多的彗星很快消失的原因。富特博士并未停留观测彗星上。他和他的同事沃尔卡斯和伊格那提耶夫提出，镜像物质也可能是暗物质。暗物质是不可见的。它不能放出光，但它能通过它的引力与诸如星和星系的相互作用被检测出来。暗物质必定是一些外来的粒子，但是物理学家还必须确切弄明白它究竟是什么。物理学家和天文学家关于暗物质的特性提出了许多理论，例如给它们起名字如MACHOS，全称MASSIVE COMPACT HALE OBJECTS“大质量天体物理密实晕体”，这个最让富特博士和同事着迷。天文学家建议，在星系中的那个暗物质分布于比可见的恒星盘大十倍的一个球形的光环中。MACHOS是通过他们对远恒星光的引力作用被检测到了。在澳大利亚堪培拉附近的斯特罗姆罗山天文台的澳大利亚和美国天文学家，已估计出MACHOS占了银河光环质量的20%。但是留下问题是： MACHOS究竟是什么？目前尚不得知。富特博士和同事沃尔卡斯和伊格那提耶夫提出，MACHOS是镜像物质恒星。天文学家估计，一般来说，MACHOS的质量肯定约在太阳的一半。唯一压缩的天体接近于白矮星，是恒星接近死亡的产物。要不是真的，白矮星应该有可检测到的大量重的元素留下。但这些还没被发现。沃尔卡斯说“镜像星是一个自然的候选者”。沃尔卡斯还在与富特博士和伊格那提耶夫合作发表了一篇论文提出，最近发现了无目的地在整个太空漂浮的类似木星的行星，实际上可能正在沿着幽冥的镜像星附近的轨道运行。“如果镜像物质存在且太阳系由大多数正常物质构成，那么我们应该期望相反的结果：星系和太阳系主要由镜像物质组成。沃尔卡斯希望天文学家有责任去更近地观测这种孤立的行星——如果这种孤立的行星不是“四处流浪”，而是沿一个轨道模式运行。富特承认，可以想象所有的这些天体的异例都有更常规的解释，那末镜像物质就不存在。但是他坚信，如果镜像物质确实存在，它将在五年以内被发现。它存在的证明就会是“了解宇宙奥秘方面的一个巨大进步”。
什么是宇宙反物质？
以哲学的判断，世界万物是相辅相成的，有正必有反，有正必有负，有生必有灭，有亮必有暗……有物质必有反物质。可是科学家在力所及的范围内就是找不到反物质。而如果找到反物质，将使人类生活大为改观，当然这还在憧憬之中。大家知道物质是由分子组成的，分子又是由原子组成的，而原子又是由原子核和电子组成，原子核由质子等粒子组成。按照物理学中的等效真空理论，宇宙中的每一种粒子都应该有一与之对应的反粒子，它带有数值相等而符号相反的电荷；宇宙中有多少由质子、中子和电子结成的物质，就必定有同样多的反质子、反中子和正电子结成的反物质，宇宙中的正反物质应该是严格对称的。星际间物质
通过几十年来的观测，天体物理学家已经确认：我们的星系和星系团以至包括我们的超星系团在内的大约离地球一亿光年的空间范围内是由物质组成的而没有反物质。但量子力学认为，各种基本量（如电荷和动量）是守恒的，宇宙创生时产生了物质，必然产生了相等的反物质。例如物质世界中最简单的由于反物质所产生的光应该与物质是一样的，所以从光谱上无法确定反物质的存在，分辨物质和反物质的唯一办法是对所研究的星系物质进行物理检验，宇宙射线就是由超新星遗留物、恒星或别的天体碎屑放出的原子类物质，由反物质形成的宇宙线必定来自一亿光年之外的星系，它只占宇宙线的百万分之一。到目前为止，用各种方法所接收到的宇宙线中仅发现少量的反质子而没有发现反物质的存在。目前虽然发现和制造的反物质粒子并不多，但反物质的一种形式——正电子已经有了许多实际用途。例如正电子发射X射线层析照相术（PET），医生利用PET扫描不仅能得出病人软组织的详细图像，而且能够观察他们体内的化学过程，其中包括在进行认识活动时大脑各部分消耗“燃料”的速度。反物质的一个潜在的且十分诱人的用途是利用来制造星际航行火箭的超级燃料。将氢和反氢混合湮灭来获得能量，那么这种燃料的1%克所产生的推力就相当于120吨由液态氢和液态氧组成的传统燃料。物质和反物质这一物理体系给物理学家、化学家、天体物理学家带来一系列新的课题，同时也给人类带来新的憧憬。宇宙尘埃是怎样形成的？
宇宙中除了大量人类可见的天体外，也有大量人类不可见、不易见的尘埃。这些尘埃每年降落到地球表面的就达23430吨，对我们的生活产生着不容忽视的影响。这些尘埃是由哪些成分组成，又是怎样形成的呢？科学家们给了我们以下的解释。宇宙尘埃指的是飘浮于宇宙间的岩石颗粒与金属颗粒。在广袤而空旷的宇宙之间，除去各种各样的恒星、大行星、彗星、小行星等等天体之外，并不是一片完全的真空。事实上，宇宙中存在着大量的宇宙尘埃，这些尘埃看似不起眼，却能对我们的生活产生不容忽视的影响。尘埃
从物质上进行分析，宇宙尘埃其实和组成地球的成分没有什么区别。但出于种种原因，这些尘埃并未能够聚合成一颗星体，而是呈微粒状悬浮于宇宙空间之中。在适当的引力作用下，这些尘埃很有可能较为密集地聚集在一起，呈云雾状，在天文望远镜的镜头中，往往显得绚烂多彩，因此人们将之形象地称之为“星云”。这些宇宙尘埃在落到地球上之前，是星际尘埃的一部分。由于它们反射太阳光线，形成了黄道光的模糊光带。在几百万年的时间内，尘埃颗粒不断向太阳旋转前进，并不断从小行星带得到补充。据有关专家测定，粒径大于60微米的宇宙尘埃，年降落量约为23430吨。宇宙尘埃的结构和地球一样具有核幔壳三重结构，而且每个球粒的核心半径大于幔厚与壳厚，它们之间的平均厚度百分比为533∶46和4∶08。其比值与地球的核幔壳厚度之间百分比相近。宇宙尘埃，大致有三种类型：一种外表颜色呈黑色或褐黑色，外表光亮耀眼，极像一颗颗发亮的小钢球；第二种是暗褐色或稍带灰白色的球状、椭球状圆角状、的小颗粒，主要成分为氧、硅、镁、钙、铝等；第三种是一些无色或淡绿色的玻璃球，主要成分为二氧化硅，还含有少量的二价氧化物。当宇宙存在仅有七亿年的时候，许多星系便充满了大量宇宙尘埃，究竟这些尘埃是怎么产生的呢？近期，天文学家通过美国宇航局斯皮策太空望远镜的观测结果宣称，宇宙尘埃可能来自Ⅱ型超新星，当这些宇宙大型星体发生剧烈爆炸时会释放出许多宇宙尘埃，是它们孕育了宇宙尘埃。宇宙尘埃是星系、恒星、行星和宇宙生命体的重要组成部分，对于宇宙尘埃形成一直是天文学界的难解之谜，直至近年科学家才发现宇宙尘埃形成的两种方式：具有数十亿年生命史的类太阳星体释放出的流溢物；太空中微粒缓慢浓缩过程释放的物质。然而，这两种观点却无法解释宇宙存在仅数亿年时宇宙尘埃是如何形成的。天文学家认为，宇宙早期尘埃可能来自超新星爆炸，但却很难获得相关确凿的证据。宇宙尘埃目前，天文学家们使用斯皮策太空望远镜、哈勃空间望远镜和位于夏威夷岛的地面双子北座望远镜进行了新一轮的观测分析，美国空间望远镜科学协会本·苏根曼博士和同事们发现：在SN 2003gd超新星（一种大型Ⅱ型超新星）的残骸中存在大量的热尘埃，该超新星残骸位于距地球三千万光年的M74旋涡星云。据悉，像SN 2003gd这样的星体生命很短暂，只生存数千万年。苏根曼博士的这项研究显示超新星可释放大量的宇宙尘埃，他认为早期宇宙中的尘埃很可能就来自Ⅱ型超新星爆炸。苏根曼博士说，“这项研究颇具吸引力，当科学界对宇宙尘埃来源的解释模棱两可时，它最终解释了超新星爆炸孕育了宇宙尘埃。”由于超新星很快会变灰暗，科学家需要精确灵敏度高的望远镜观测当超新星最初爆炸数个月之内的状况，科学家猜测许多超新星都会制造大量宇宙尘埃，但是过去由于技术的局限使科学家们无法提示宇宙尘埃的来源之谜。苏根曼博士说，“人们早在四十年前就猜测超新星可能制造宇宙尘埃，但相关的证实技术只是近年内才得以实现。我们使用斯皮策太空望远镜能够精确地看到热尘埃是如何形成的。”英国伦敦大学迈克尔·巴洛博士称，宇宙尘埃是构建彗星、行星和生命的基本要素，这项最新研究显示超新星可能是宇宙尘埃的主要来源，但目前天文学家对宇宙尘埃形成的研究认识仍不完善。恒星最初的形成
恒星是由炽热气体组成，自身能发光的天体，如太阳、织女星等，古人认为他们在天空中的位置恒定，所以叫恒星。一直以来人们花费了极大的精力去研究恒星，探索它形成的时间、构成与原因，虽然不是无功而返，但也还是疑云重重。在20世纪50年代，天体物理学家们不得不付出更多的努力，来了解在我们的天空形成的那个晚上，曾经存在的那些大火球是如何舞动的。宇宙中的发光物质是来源于一颗恒星，还是一群恒星？后来的恒星形成是因为一个共同的变化规律（如分子云崩溃理论），还是在一个充满着各种各样不同的作用力及内部机制的沸腾的大深坑里进行的呢？这些问题现在还无人能够作答。恒星
但人们正在做着各种各样的努力。在过去的几年里，计算机性能的提高、数值计算技术的发展，以及数以百万计的恒星观察记录，使我们在推测恒星形成初始机制方面、恒星形成的物理、化学环境方面以及在宇宙的历史中恒星群的位置及出现时间方面都有了较大的进展。在最简单的假想环境中，拥有一些发光物质的恒星是独立于其他恒星，而独自形成。托马逊回顾了这种类型恒星形成过程中最初的两个阶段：首先是在一个主要由氢分子组成的星云中形成一个有边界的引力核，然后该引力核在自身引力作用下发生崩溃。在这一部分里，最有意思的一点是，如何从引力核的崩溃过程中克服气体紊流及磁场作用的影响，形成一个原恒星。最近罗伯特及其他一些科学家所做的一些模拟试验表明，在分子星云崩溃过程中所形成的宇宙中，第一个发光物体很可能是一颗非常庞大的恒星。另一位科学家则回顾了以恒星群为方式的形成理论。许多专家认为恒星是成群形成的，而不是单个独立形成的。若这种情况成立的话，当讨论一颗恒星的形成环境时，我们就要考虑到来自其周围其他星体物质的气流以及冲击波的影响。 他认为最早的恒星就是在相当紊乱的、相互影响的环境中形成的。最近，天文学家们在合成初始质量方程中的数据时，对该理论进行了一些简化处理。他们认为特定质量恒星的空间分布是在一个已经给定的空间范围之内。卡特回顾了各种质量范围内的恒星的初始质量方程。他分析的结果是：不管恒星的年龄及周围环境如何，它们都有着类似的初始质量方程。这种一致性真是出乎意料，它表明所有的恒星有着类似的形成机制。恒星的形成是天体物理学领域中最为基础性的问题，因为它是解答其他许多问题所必须知道的常识。这些问题包括恒星系的形成、太阳系的形成等问题。这一物理过程涉及到了某一包含有不规则磁场的部分离子化媒介的紊乱行为。当前核心的争论主要围绕着紊乱开始消退的时间，以及磁场和紊流所起到的作用的重要程度。诸如毫米波照相机等新的技术进步使我们可以观察星体的温度及密度分布，并可以让我们统计分析在自身引力作用下正在崩溃及处于崩溃边缘的天体的寿命。同时，计算机计算能力的提高，使得我们可以使用包含磁场及紊流效应的更为复杂的模型。但现在任何一种模型都无法再现所有的观察结果。恒星关于宇宙中第一颗恒星的形成，天文学家们从一套完整的自协调三维流体力学模拟方程中得到了一个结果。在当前流行的形成结构模型中，大多数假想是这个样子的：最初是暗物质为主，而伴随着由于初始低密度物质紊流而产生的不稳定状态的出现，形成了星系形成前的天体物质。由于这些天体物质是分级聚集而成，最初的气体便通过氢分子链的振动而冷却，并逐渐沉入暗物质势阱的中心。我们对分子星云的形成进行了一次高红移模拟，当高密度的低温核心气体开始由于引力而自凝聚时，拥有100M（M为太阳的质量）左右大小的高密度核心能够迅速收缩。在粒子数密度高于10Ｍ每立方厘米的地方，1M的原恒星核就能够通过三体氢分子的形成而完全分子化。与以往分析预计的结果不同的是，这一过程并不产生新的分裂，而是只形成一个恒星。而且，当光学深度效应很明显时，计算就终止了，使得完全形成后的恒星的质量成为未知数。而在计算终止时，原恒星正处于物质增加非常迅速的时期（约每年102 M ）。来自该恒星的辐射反馈不仅会终止该恒星的成长，而且还会抑止处于同一形成环境中其他恒星的形成。我们得到的结论是，在一个星系形成前的晕轮中最多只会形成一个庞大（质量远大于1M）的、无金属的恒星，这与最近对贫金属晕轮恒星的质量观测结果相符。恒星系统形成的想象图我们的宇宙中最早的恒星是怎样形成以及什么时候形成的呢？最近的一些计算研究正在为这一问题给出答案。据初始星云核崩溃过程中恒星形成的三维计算分析结果，第一颗恒星形成于大爆炸后约一百万年；每千个原子中只有一个有幸参与到第一代的恒星中去。但若要计算后来发生的复杂的星际气体动力状态及反馈的话，将不得不建立更为复杂的系统，同时要面临更大的挑战。恒星在任何类型及处于任何演化阶段的星系中都是普遍存在的。同时，我们还发现恒星在非常广泛的环境中形成，从接近巨型的分子星云到存在于发生了星际爆发及处于聚合状态的星系中的超巨型分子星云。在我们的星系及其他的星系中那些有代表性的恒星都是作为恒星群中的一员而形成的，这就表明恒星的形成是发生在恒星群内部的事情，而不是一个个孤立的现象。对于恒星成群形成理论最大的挑战是如何理解恒星中质量的均匀分布。在某一特定的太空空间中，某一恒星形成过程中的质量分布叫做IMF。对于质量很低的褐色小星到巨大的恒星，天文学家们都估计了它们的IMF。他们还对各种不同环境中恒星的IMF进行了比较，发现它们的IMF出乎意料地一致。这里所谈到的环境包括：在现在的一些小分子星云中处于形成状态的恒星，在大星云中处于形成状态的高密度的恒星群，及远古时为暗物质控制的贫金属外来恒星群。IMF一致性的结果给现在恒星形成理论带来了挑战，因为根据现在的恒星形成理论，IMF应针对不同的恒星形成条件而发生变化。当然，以上种种仅仅还只是科学家们的推断和猜想，关于恒星真正的形成缘由，就有待人们进一步地探索和研究了。