太空不再遙不可及(全彩版)（簡體書）

在廣袤無垠、浩瀚遼闊的宇宙海洋中，肉眼所見的天體，絕大多數是銀河系的成員，那么，銀河系就是通常所說的宇宙嗎？遠遠不是！人類的認識能力是無限的，隨著科學技術的發展和觀測工具的進步，對宇宙的探索逐步邁向深處。現在人們已經認識到，在宇宙中存在著數以億計的星系。所謂星系，是由幾十億到幾千億顆恒星及星際氣體和塵埃物質組成的龐大天體系統，它的空間范圍達到幾千秒差距到幾十萬秒差距。我們的銀河系就是一個普通的星系，銀河系以外的星系稱為河外星系，簡稱星系。因此，銀河系并不是宇宙，它只是宇宙海洋中的一個小島，是無限宇宙中的很小的一部分。
河外星系(圖20)的發現和研究在人類探索宇宙的進程中占有重要的地位，在天文學當中，它是意義深遠而且很有新意的課題之一。無論從廣度和深度上，它都極大地擴大了人類對宇宙的認識，使人類更清楚地了解自己在宇宙中的位置。
真正肯定河外星系的存在，不過是60年前的事，但在這半個多世紀中，無論對星系本身的整體性質，還是星系核心的高能活動，以及由星系構成的更大尺度的宇宙結構，都有驚人的飛速發展，這些進展是長時間的觀測、資料積累、分析研究的結果，付出了大量的艱辛勞動。當然，也有偶然的發現，或許，與此同時，伴隨著這些進展的，是更多的錯誤和迷失——人類邁向宇宙深處的道路是曲折的。
在人類探索宇宙的歷史進程中，一些重大的發現往往來自起初不被人們注意的一些天體，河外星系的發現和研究也是如此。18世紀初，人們已經發現天空上有十幾個云霧狀的光斑，但并未引起太多注意。當時，牛頓力學在天文學的應用獲得了巨大的成功，特別是哈雷(E.Halley)經過推算指出，1531年、1607年和1682年出現的彗星是同一顆彗星的三次出現，并預言這顆彗星將在1758年底或1759年初再度回歸。果然，1759年哈雷彗星又回來了，這是天文學史上的一個驚人成就，它激起了探測彗星的熱潮。但是，天空上的云霧狀光斑卻成了早期觀測彗星(圖21)的障礙，為了避免混淆，需要把它們的位置記錄在案，法國天文學家梅西耶(C.Messier)在他的一生中有30多年一直搜尋彗星，正是他第一個把云霧狀天體的位置記錄了下來，并編制成表，這就是著名的流傳后世的梅西耶星云星團表。當時，這只是搜尋彗星的副產品，但卻包括了構成宇宙的基本單元——星系的最初信息，并一直沿用至今。
由于觀測手段和科技水平的限制，當時還無法回答這些云霧狀天體是什么，它們具有什么性質等等問題，在很長一段時間內，它們成了猜測的對象。
康德是一個有著豐富想像力的哲學家。他推測，既然有盤狀的銀河系，為什么在更遠的地方就不能有其他類似的盤狀物呢？如果有的話，在我們看來它們就會像一片片小的云霧，而且，云霧會因和我們傾斜的角度不同而呈現不同的形狀，但大體上應該是橢圓形。就這樣，在很粗淺的初步的觀測事實的基礎上，憑借想像力和哲學觀念，康德首先斷言，在銀河系外還有類似的系統存在。
與康德不同，赫歇耳在用自己制造的望遠鏡縝密細致地觀測銀河系結構的同時，還對星空中的云霧狀天體或星云作了觀測。他通過望遠鏡發現，有些星云狀的天體實際上是由許多恒星組成的星團。這個事實使赫歇耳相信星云可能都是遙遠的恒星系統(圖22)，只是需要用更大的望遠鏡，才能看到更遙遠的星云中眾多的恒星。1785年赫歇耳斷言，星云“可能是與銀河系一樣大甚至更大的恒星系統，在那些系統的恒星所具有的行星上居住的居民，也將和我們看到銀河系在天空一樣，看到類似的現象。”但是，在1790年，赫歇耳發現了一些行星狀星云，它們圍繞著一顆明亮的恒星。這些錯綜復雜的情況使赫歇耳感到迷惑。赫歇耳一生作了大量的觀測研究，對天文學做出了卓越的貢獻，但由于受當時研究水平的限制，直到死，他都未能解開星云之謎。
1845年，羅斯(W.P.Rosse)制成72英寸(合18.288米)反射望遠鏡，發現某些星云具有旋渦結構，但也由于無法估計星云的距離，無從確定星云的性質，即無法鑒別星云是恒星系統，還是氣體云。
后來，對星云的觀測事實逐漸增多，根據這些事實，人們開始觸及與星云(圖23)有關的一些重大問題。首先，旋渦星云究竟離我們有多遠，它是在銀河系之內還是在銀河系之外。這牽涉到銀河系之外(河外)是否存在著大量星系的問題，也就牽涉到當時在能觀測到的范圍內我們的“宇宙”應該擴展到多遠的問題。要正確地回答這個問題，關鍵在于距離的測定，與此相關的是旋渦星云的組成，即它是由恒星和氣體組成的，還是只包括氣體，換句話說，旋渦星云是氣體云還是與銀河系類似的星系，如果是后者，那么就應該稱之為“旋渦星系”。P20-23