五、星系和恆星的時代（2）

假如宇宙在所有的範圍裡都絕對均勻同質並各向同性的話，引力絕無勝出的機會。真要那樣，今天也就沒有星系、恆星、行星和人類，而只有原子稀疏地分散在太空之中。……這完全得益於宇宙最初之時出現的不均勻和各向異性。……究竟是什麼造成了這種為宇宙間所有結構埋下了種子的不均勻和各向異性的呢？……量子力學告訴我們，在最小的尺度範圍內裡，物質的分佈不可能保持均勻和各向同性。因為物質成為一種顫抖質量——不斷消失，又不斷再生的粒子，物質分佈的隨機波動不斷出現，消失，再出現，大小各不相同。在任意一個特定的時間點上，宇宙空間的有些區域的粒子比別的區域略微多一點點，因此密度也就稍微大一些。……那些密度稍微大一點的區域有可能憑藉引力的作用吸引略微多一點的粒子，隨著時間的推移，宇宙中這些稍微稠密的區域就形成了結構。

——尼爾·德格拉斯·泰森《萬物起源》

宇宙微波背景輻射（CMBR）是來自宇宙空間背景上的各向同性的充滿整個宇宙的微波輻射，是“大爆炸”後遺留下來的熱輻射。宇宙微波背景是宇宙中最古老的光，它產生於在宇宙暴脹38萬年後的“光子脫耦期”，它被認為是“大爆炸”的“餘燼”，均勻地分佈於整個宇宙空間。它顯示了宇宙形成初期微小的溫度漲落，對應著區域性密度的細微差異（大約十萬分之一）。這些極小的漲落也就成為未來所有物質結構的種子，隨後的10億年慢慢演變成宇宙大規模分佈的恆星和星系。從宇宙微波背景輻射光譜圖上可以看出，較大熱斑點的區域將會成為未來星系團和超星系團形成的區域，較大冷斑點的區域將會成為全然沒有大塊結構的“空白區”。

星際空間中主要分佈著氣體和微塵，其中大部分氣體是由分散稀薄的氫原子、氦原子組成，平均密度只有1個原子/釐米³，溫度通常在-250℃。在原子聚集較多的地方，密度可以達到平均值的上百萬倍。微塵則主要由重元素組成的固態微粒，其密度更低。如果星際空間中的氣體和微塵都是均勻分佈的，那麼無論行星還是恆星以及更復雜的物質形態都是不可能出現的，宇宙將會是一片漆黑。當幾百上千個原子聚集在一起，雖然溫度很低，但它們所產生的熱量仍然能夠對抗萬有引力。究竟多少個原子（氫和氦）聚集在一起，才能夠形成足夠大的引力，使得聚集在一起的氣體不會重新分散到宇宙空間？答案是10⁵⁷個原子——與太陽的質量差不多。總的來說，恆星都是由大小不等的原子團進化而成的，我們所知的恆星規模從太陽的質量的1/10到100倍不等。

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