Ⅰ 宇宙的資料
「宇宙到底是什麼樣子?」目前尚無定論。值得一提的是史蒂芬·霍金的觀點比較讓人容易接受：宇宙有限而無界，只不過比地球多了幾維。比如，我們的地球就是有限而無界的。在地球上，無論從南極走到北極，還是從北極走到南極，你始終不可能找到地球的邊界，但你不能由此認為地球是無限的。實際上，我們都知道地球是有限的。地球如此，宇宙亦是如此。
怎麼理解宇宙比地球多了幾維呢?舉個例子：一個小球沿地面滾動並掉進了一個小洞中，在我們看來，小球是存在的，它還在洞裡面，因為我們人類是「三維」的；而對於一個動物來說，它得出的結論就會是：小球已經不存在了!它消失了。為什麼會得出這樣的結論呢?因為它生活在「二維」世界裡，對「三維」事件是無法清楚理解的。同樣的道理，我們人類生活在「三維」世界裡，對於比我們多幾維的宇宙，也是很難理解清楚的。這也正是對於「宇宙是什麼樣子」這個問題無法解釋清楚的原因。
1、均勻的宇宙
長期以來，人們相信地球是宇宙的中心。哥白尼把這個觀點顛倒了過來，他認為太陽才是宇宙的中心。地球和其他行星都圍繞著太陽轉動，恆星則鑲嵌在天球的最外層上。布魯諾進一步認為，宇宙沒有中心，恆星都是遙遠的太陽。
無論是托勒密的地心說還是哥白尼的日心說，都認為宇宙是有限的。教會支持宇宙有限的論點。但是，布魯諾居然敢說宇宙．是無限的，從而挑起了宇宙究竟有限還是無限的長期論戰。這場論戰並沒有因為教會燒死布魯諾而停止下來。主張宇宙有限的人說：「宇宙怎麼可能是無限的呢?」這個問題確實不容易說清楚。主張宇宙無限的人則反問：「宇宙怎麼可能是有限的呢?」這個問題同樣也不好回答。
隨著天文觀測技術的發展，人們看到，確實像布魯諾所說的那樣，恆星是遙遠的太陽。人們還進一步認識到，銀河是由無數個太陽系組成的大星系，我們的太陽系處在銀河系的邊緣，圍繞著銀河系的中心旋轉，轉速大約每秒250千米，圍繞銀心轉一圈約需2.5億年。太陽系的直徑充其量約1光年，而銀河系的直徑則高達10萬光年。銀河系由1000多億顆恆星組成，太陽系在銀河系中的地位，真像一粒砂子處在北京城中。後來又發現，我們的銀河系還與其他銀河系組成更大的星系團，星系團的直徑約為107光年(1000萬光年)。目前，望遠鏡觀測距離已達100億光年以上，在所見的范圍內，有無數的星系團存在，這些星系團不再組成更大的團，而是均勻各向同性地分布著。這就是說，在10的7次方光年的尺度以下，物質是成團分布的。衛星繞著行星轉動，行星、彗星則繞著恆星轉動，形成一個個太陽系。這些太陽系分別由一個、兩個、三個或更多個太陽以及它們的行星組成。有兩個太陽的稱為雙星系，有三個以上太陽的稱為聚星系。成千億個太陽系聚集在一起，形成銀河系，組成銀河系的恆星(太陽系)都圍繞著共同的重心——銀心轉動。無數的銀河系組成星系團，團中的各銀河系同樣也圍繞它們共同的重心轉動。但是，星系團之間，不再有成團結構。各個星系團均勻地分布著，無規則地運動著。從我們地球上往四面八方看，情況都差不多。粗略地說，星系固有點像容器中的氣體分子，均勻分布著，做著無規則運動。這就是說，在10的8次方光年(一億光年)的尺度以上，宇宙中物質的分布不再是成團的，而是均勻分布的。由於光的傳播需要時間，我們看到的距離我們一億光年的星系，實際上是那個星系一億年以前的樣子。所以，我們用望遠鏡看到的，不僅是空間距離遙遠的星系，而且是它們的過去。從望遠鏡看來，不管多遠距離的星系團，都均勻各向同性地分布著。
因而我們可以認為，宇觀尺度上(10的5次方光年以上)物質分布的均勻狀態，不是現在才有的，而是早已如此。
於是，天體物理學家提出一條規律，即所謂宇宙學原理。這條原理說，在宇觀尺度上，三維空間在任何時刻都是均勻各向同性的。現在看來，宇宙學原理是對的。所有的星系都差不多，都有相似的演化歷程。因此我們用望遠鏡看到的遙遠星系，既是它們過去的形象，也是我們星系過去的形象。望遠鏡不僅在看空間，而且在看時間，在看我們的歷史。
2、有限而無邊的宇宙
愛因斯坦發表廣義相對論後，考慮到萬有引力比電磁力弱得多，不可能在分子、原子、原子核等研究中產生重要的影響，因而他把注意力放在了天體物理上。他認為，宇宙才是廣義相對論大有用武之地的領域。
愛因斯坦1915年發表廣義相對論，1917年就提出一個建立在廣義相對論基礎上的宇宙模型。這是一個人們完全意想不到的模型。在這個模型中，宇宙的三維空間是有限無邊的，而且不隨時間變化。以往人們認為，有限就是有邊，無限就是無邊。愛因斯坦把有限和有邊這兩個概念區分開來。
一個長方形的桌面，有確定的長和寬，也有確定的面積，因而大小是有限的。同時它有明顯的四條邊，因此是有邊的。如果有一個小甲蟲在它上面爬，無論朝哪個方向爬，都會很快到達桌面的邊緣。所以桌面是有限有邊的二維空間。如果桌面向四面八方無限伸展，成為歐氏幾何中的平面，那麼，這個歐氏平面是無限無邊的二維空間。
我們再看一個籃球的表面，如果籃球的半徑為r，那麼球面的面積是4πr的2次方，大小是有限的。但是，這個二維球面是無邊的。假如有一個小甲蟲在它上面爬，永遠也不會走到盡頭。所以，籃球面是一個有限無邊的二維空間。
按照宇宙學原理，在宇觀尺度上，三維空間是均勻各向同性的。愛因斯坦認為，這樣的三維空間必定是常曲率空間，也就是說空間各點的彎曲程度應該相同，即應該有相同的曲率。由於有物質存在，四維時空應該是彎曲的。三維空間也應是彎的而不應是平的。愛因斯坦覺得，這樣的宇宙很可能是三維超球面。三維超球面不是通常的球體，而是二維球面的推廣。通常的球體是有限有邊的，體積是4/3πr的3次方，它的邊就是二維球面。三維超球面是有限無邊的，生活在其中的三維生物(例如我們人類就是有長、寬、高的三維生物)，無論朝哪個方向前進均碰不到邊。假如它一直朝北走，最終會從南邊走回來。
宇宙學原理還認為，三維空間的均勻各向同性是在任何時刻都保持的。愛因斯坦覺得其中最簡單階情況就是靜態宇宙，也就是說，不隨時間變化的宇宙。這樣的宇宙只要在某一時刻均勻各向同性，就永遠保持均勻各向同性。
愛因斯坦試圖在三維空間均勻各向同性、且不隨時間變化的假定下，救解廣義相對論的場方程。場方程非常復雜，而且需要知道初始條件(宇宙最初的情況)和邊界條件(宇宙邊緣處的情況)才能求解。本來，解這樣的方程是十分困難的事情，但是愛因斯坦非常聰明，他設想宇宙是有限無邊的，沒有邊自然就不需要邊界條件。他又設想宇宙是靜態的，現在和過去都一樣，初始條件也就不需要了。再加上對稱性的限制(要求三維空間均勻各向同性)，場方程就變得好解多了。但還是得不出結果。反復思考後，愛因斯坦終於明白了求不出解的原因：廣義相對論可以看作萬有引力定律的推廣，只包含「吸引效應」不包含「排斥效應」。而維持一個不隨時間變化的宇宙，必須有排斥效應與吸引效應相平衡才行。這就是說，從廣義相對論場方程不可能得出「靜態」宇宙。要想得出靜態宇宙，必須修改場方程。於是他在方程中增加了一個「排斥項」，叫做宇宙項。這樣，愛因斯坦終於計算出了一個靜態的、均勻各向同性的、有限無邊的宇宙模型。一時間大家非常興奮，科學終於告訴我們，宇宙是不隨時間變化的、是有限無邊的。看來，關於宇宙有限還是無限的爭論似乎可以畫上一個句號了。
3、膨脹或脈動的宇宙
幾年之後，一個名不見經傳的前蘇聯數學家弗利德曼，應用不加宇宙項的場方程，得到一個膨脹的、或脈動的宇宙模型。弗利德曼宇宙在三維空間上也是均勻、各向同性的，但是，它不是靜態的。這個宇宙模型隨時間變化，分三種情況。第一種情況，三維空間的曲率是負的；第二種情況，三維空間的曲率為零，也就是說，三維空間是平直的；第三種情況，三維空間的曲率是正的。前兩種情況，宇宙不停地膨脹；第三種情況，宇宙先膨脹，達到一個極大值後開始收縮，然後再膨脹，再收縮……因此第三種宇宙是脈動的。弗利德曼的宇宙最初發表在一個不太著名的雜志上。後來，西歐一些數學家物理學家得到類似的宇宙模型。愛因斯坦得知這類膨脹或脈動的宇宙模型後，十分興奮。他認為自己的模型不好，應該放棄，弗利德曼模型才是正確的宇宙模型。
同時，愛因斯坦宣稱，自己在廣義相對論的場方程上加宇宙項是錯誤的，場方程不應該含有宇宙項，而應該是原來的老樣子。但是，宇宙項就像「天方夜譚」中從瓶子里放出的魔鬼，再也收不回去了。後人沒有理睬愛因斯坦的意見，繼續討論宇宙項的意義。今天，廣義相對論的場方程有兩種，一種不含宇宙項，另一種含宇宙項，都在專家們的應用和研究中。
早在1910年前後，天文學家就發現大多數星系的光譜有紅移現象，個別星系的光譜還有紫移現象。這些現象可以用多譜勒效應來解釋。遠離我們而去的光源發出的光，我們收到時會感到其頻率降低，波長變長，並出現光譜線紅移的現象，即光譜線向長波方向移動的現象。反之，向著我們迎面而來的光源，光譜線會向短波方向移動，出現紫移現象。這種現象與聲音的多普勒效應相似。許多人都有過這樣的感受：迎面而來的火車其鳴叫聲特別尖銳刺耳，遠離我們而去的火車其鳴叫聲則明顯遲鈍。這就是聲波的多普勒效應，迎面而來的聲源發出的聲波，我們感到其頻率升高，遠離我們而去的聲源發出的聲波，我們則感到其頻率降低。
如果認為星系的紅移、紫移是多普勒效應，那麼大多數星系都在遠離我們，只有個別星系向我們靠近。隨之進行的研究發現，那些個別向我們靠近的紫移星系，都在我們自己的本星系團中(我們銀河系所在的星系團稱本星系團)。本星系團中的星系，多數紅移，少數紫移；而其他星系團中的星系就全是紅移了。
1929年，美國天文學家哈勃總結了當時的一些觀測數據，提出一條經驗規律，河外星系(即我們銀河系之外的其他銀河系)的紅移大小正比於它們離開我們銀河系中心的距離。由於多普勒效應的紅移量與光源的速度成正比，所以，上述定律又表述為：河外星系的退行速度與它們離我們的距離成正比：
V＝HD
式中V是河外星系的退行速度，D是它們到我們銀河系中心的距離。這個定律稱為哈勃定律，比例常數H稱為哈勃常數。按照哈勃定律，所有的河外星系都在遠離我們，而且，離我們越遠的河外星系，逃離得越快。
哈勃定律反映的規律與宇宙膨脹理論正好相符。個別星系的紫移可以這樣解釋，本星系團內部各星系要圍繞它們的共同重心轉動，因此總會有少數星系在一定時間內向我們的銀河系靠近。這種紫移現象與整體的宇宙膨脹無關。
哈勃定律大大支持了弗利德曼的宇宙模型。不過，如果查看一下當年哈勃得出定律時所用的數據圖，人們會感到驚訝。在距離與紅移量的關系圖中，哈勃標出的點並不集中在一條直線附近，而是比較分散的。哈勃怎麼敢於斷定這些點應該描繪成一條直線呢?一個可能的答案是，哈勃抓住了規律的本質，拋開了細節。另一個可能是，哈勃已經知道當時的宇宙膨脹理論，所以大膽認為自己的觀測與該理論一致。以後的觀測數據越來越精，數據圖中的點也越來越集中在直線附近，哈勃定律終於被大量實驗觀測所確認。
4、宇宙有限還是無限
現在，我們又回到前面的話題，宇宙到底有限還是無限?有邊還是無邊?對此，我們從廣義相對論、大爆炸宇宙模型和天文觀測的角度來探討這一問題。
滿足宇宙學原理(三維空間均勻各向同性)的宇宙，肯定是無邊的。但是否有限，卻要分三種情況來討論。
如果三維空間的曲率是正的，那麼宇宙將是有限無邊的。不過，它不同於愛因斯坦的有限無邊的靜態宇宙，這個宇宙是動態的，將隨時間變化，不斷地脈動，不可能靜止。這個宇宙從空間體積無限小的奇點開始爆炸、膨脹。此奇點的物質密度無限大、溫度無限高、空間曲率無限大、四維時空曲率也無限大。在膨脹過程中宇宙的溫度逐漸降低，物質密度、空間曲率和時空曲率都逐漸減小。體積膨脹到一個最大值後，將轉為收縮。在收縮過程中，溫度重新升高、物質密度、空間曲率和時空曲率逐漸增大，最後到達一個新奇點。許多人認為，這個宇宙在到達新奇點之後將重新開始膨脹。顯然，這個宇宙的體積是有限的，這是一個脈動的、有限無邊的宇宙。
如果三維空間的曲率為零，也就是說，三維空間是平直的(宇宙中有物質存在，四維時空是彎曲的)，那麼這個宇宙一開始就具有無限大的三維體積，這個初始的無限大三維體積是奇異的(即「無窮大」的奇點)。大爆炸就從這個「無窮大」奇點開始，爆炸不是發生在初始三維空間中的某一點，而是發生在初始三維空間的每一點。即大爆炸發生在整個「無窮大」奇點上。這個「無窮大」奇點。溫度無限高、密度無限大、時空曲率也無限大(三維空間曲率為零)。爆炸發生後，整個「奇點」開始膨脹，成為正常的非奇異時空，溫度、密度和時空曲率都逐漸降低。這個過程將永遠地進行下去。這是一種不大容易理解的圖像：一個無窮大的體積在不斷地膨脹。顯然，這種宇宙是無限的，它是一個無限無邊的宇宙。
三維空間曲率為負的情況與三維空間曲率為零的情況比較相似。宇宙一開始就有無窮大的三維體積，這個初始體積也是奇異的，即三維「無窮大」奇點。它的溫度、密度無限高，三維、四維曲率都無限大。大爆炸發生在整個「奇點」上，爆炸後，無限大的三維體積將永遠膨脹下去，溫度、密度和曲率都將逐漸降下來。這也是一個無限的宇宙，確切地說是無限無邊的宇宙。
那麼，我們的宇宙到底屬於上述三種情況的哪一種呢?我們宇宙的空間曲率到底為正，為負，還是為零呢?這個問題要由觀測來決定。
廣義相對論的研究表明，宇宙中的物質存在一個臨界密度ρc，大約是每立方米三個核子(質子或中子)。如果我們宇宙中物質的密度ρ大於ρc，則三維空間曲率為正，宇宙是有限無邊的；如果ρ小於ρc，則三維空間曲率為負，宇宙也是無限無邊的。因此，觀測宇宙中物質的平均密度，可以判定我們的宇宙究竟屬於哪一種，究競有限還是無限。
此外，還有另一個判據，那就是減速因子。河外星系的紅移，反映的膨脹是減速膨脹，也就是說，河外星系遠離我們的速度在不斷減小。從減速的快慢，也可以判定宇宙的類型。如果減速因子q大於1/2，三維空間曲率將是正的，宇宙膨脹到一定程度將收縮；如果q等於1/2，三維空間曲率為零，宇宙將永遠膨脹下去；如果q小於1/2，三維空間曲率將是負的，宇宙也將永遠膨脹下去。
表3列出了有關的情況：
表3
宇宙中物質密度 紅移的減速因子 三維空間曲率 宇宙類型 膨脹特點
ρ＞ρc q＞1/2 正 有限無邊 脈動
ρ＝ρc q＝1/2 零 無限無邊 永遠膨脹
ρ＜ρc q＜1/2 負 無限無邊 永遠膨脹
我們有了兩個判據，可以決定我們的宇宙究竟屬於哪一種了。觀測結果表明，ρ＜ρc，我們宇宙的空間曲率為負，是無限無邊的宇宙，將永遠膨脹下去!不幸的是，減速因子觀測給出了相反的結果，q＞1/2，這表明我們宇宙的空間曲率為正，宇宙是有限無邊的，脈動的，膨脹到一定程度會收縮回來。哪一種結論正確呢?有些人傾向於認為減速因子的觀測更可靠，推測宇宙中可能有某些暗物質被忽略了，如果找到這些暗物質，就會發現ρ實際上是大於ρc的。另一些人則持相反的看法。還有一些人認為，兩種觀測方式雖然結論相反，但得到的空間曲率都與零相差不大，可能宇宙的空間曲率就是零。然而，要統一大家的認識，還需要進一步的實驗觀測和理論推敲。今天，我們仍然肯定不了宇宙究竟有限還是無限，只能肯定宇宙無邊，而且現在正在膨脹!此外，還知道膨脹大約開始於100億-200億年以前，這就是說，我們的宇宙大約起源於100億-200億年之前。
5、愛因斯坦宇宙模型
根據物理理論，在一定的假設前提下提出的關於宇宙的設想與推測，稱為宇宙模型。
著名科學家愛因斯坦於1915年建立了廣義相對論的物理理論。這一理論認為，宇宙中沒有絕對空間和絕對時間，無論是空間和時間都不能與物質隔開來，空間和時間均受物質影響；引力是空間彎曲的效應，而空間彎曲是由物質存在決定的。愛因斯坦將他的理論應用於宇宙研究，1917年發表了《根據廣義相對論的宇宙學考察》的論文，他將廣義相對論的引力場方程用於整個宇宙，建立起一種宇宙模型。
當時科學家普遍認為宇宙是靜止的，不隨時間變化的。雖然在幾年前，美國天文學家斯里弗已發現了河外星系的譜線紅移(顯然這是對靜止宇宙的挑戰)，但由於當時正值第一次世界大戰，這一消息並沒有傳到歐洲。因此，愛因斯坦也和大多數科學家一樣，認為宇宙是靜態的。愛因斯坦想從引力場方程著手，得出一個宇宙是靜態的、均勻的、各向同性的答案。但他得到的解是不穩定的，表明全間和距離不是恆定不變的，而是隨時變化的。為了得到一個空間是穩定的解，愛因斯坦人為地在引力場方程中引入一個叫做「宇宙常數」的項，讓它起斥力的作用。愛因斯坦得出一個有限無邊的靜態宇宙模型，稱為愛因斯坦宇宙模型。為了便於理解，可把它比喻為三維空間中的一個二維球面：球面的面積是有限的、但沿著球面沒有邊界，也無中心，球面保持靜態狀態。幾年以後，愛因斯坦得知河外星系退行，宇宙是膨脹的消息後，非常後悔在自己的模型中加了一個宇宙常數項，稱這是他一生中犯的最大錯誤。
最新發現：銀河系奇異恆星的伴星現身
科學家利用NASA的遠紫外譜儀探索衛星首次探測到船底座伊塔星(Eta Carinae)的伴星。船底座伊塔星是銀河系中最重最奇異的星體，座落在離地球7500光年船底座，在南半球用肉眼就可以清楚的看到。科學家認為船底座伊塔星是一個正迅速走向衰亡的不穩定恆星。
長期以來，科學家們就推斷它應該存在著一顆伴星，但是一直得不到直接的證據。間接的證據來自其亮度呈現的規則變化。科學家發現船底座伊塔星在可見光，X-射線，射電波和紅外線波段的亮度都呈現規則的重覆模式，因此推測它可能是一個雙星系統。最有力的證據是每過5年半，船底座伊塔星系統發出的X-射線就會消失約三個月時間。科學家認為船底座伊塔星溫度太低，本身並不能發出X-射線，但是它以每秒300英里的速度向外噴發氣體粒子，這些氣體粒子和伴星發出的粒子相互碰撞後發出X-射線。科學家認為X-射線消失的原因是船底座伊塔星每隔5年半就擋住了這些X-射線。最近一次X-射線消失開始於2003年6月29日。
科學家推斷船底座伊塔星和其伴星的距離是地球到太陽之間的距離的10倍，因為它們距離太近，離地球又太遠，無法用望遠鏡直接將它們區分開。另外一種方法就是直接觀測伴星所發出的光。但是船底座伊塔星的伴星比其本身要暗的多，以前科學家曾經試圖用地面望遠鏡和哈勃望遠鏡觀測，但都沒有成功。
美國天主教大學的科學家羅辛納. 而平(Rosina Iping)及其合作者利用遠紫外譜儀衛星來觀測這顆伴星，因為它比哈勃望遠鏡能觀測到波長更短的紫外線。它們在6月10日，17日觀測到了遠紫外線，但是在6月27日，也就是在X-射線消失前的兩天遠紫外線消失了。觀測到的遠紫外線來自船底座伊塔星的伴星，因為船底座伊塔星溫度太低，本身不會發出遠紫外線。這意味著船底座伊塔星擋住了X-射線的同時也擋住了伴星。這是科學家首次觀測到船底座伊塔星的伴星發出的光，從而證實了這顆伴星的存在。
有三個太陽的恆星
據新華社14日電 據14日出版的《自然》雜志報道，美國天文學家在距離地球149光年的地方發現了一個具有三顆恆星的奇特星系，在這個星系內的行星上，能看到天空中有三個太陽。
美國加州理工學院的天文學家在該雜志上報告說，他們發現天鵝星座中的HD188753星系中有3顆恆星。處於該星系中心的一顆恆星與太陽系中的太陽類似，它旁邊的行星體積至少比木星大14%。該行星與中心恆星的距離大約為800萬公里，是太陽和地球之間距離的二十分之一。而星系的另外兩顆恆星處於外圍，它們彼此相距不遠，也圍繞中心恆星公轉。
銀河系中的星系多為單星系或雙星系，具有三顆以上恆星的星系被稱為聚星系，不太多見。
恆星並不是平均分布在宇宙之中，多數的恆星會受彼此的引力影響，形成聚星系統，如雙星、三恆星，甚至形成星團，及星系等由數以億計的恆星組成的恆星集團。
天文學家發現宇宙中生命誕生是普遍的現象
近日美國宇航局尋找地球以外生命物質存在證據的科研小組研究發現，某些在實際生命化學反應中起到至關重要作用的有機化學物質，普遍存在於我們地球以外的浩瀚宇宙中。研究結果表明，在宇宙深處存在生命物質、或者有孕育生命物質的化學反應發生，這在浩瀚的宇宙中是一種普遍現象。
上述研究來自「美國宇航局艾姆斯研究中心(NASA Ames Research Center)」的一個外空生物科研小組。在該小組工作的科學家道格拉斯-希金斯介紹時稱：「根據科研小組最新的研究結果顯示，一類在生物生命化學中起至關重要作用的化合物，在廣袤的宇宙空間中廣泛而且大量地存在著。」 作為該外空生物學研究小組的主要成員之一，道格拉斯-希金斯以第一作者的身份將他們的最新研究成果撰文發表在10月10日出版的《天體物理學》雜志上。
希金斯在描述其研究結果時介紹：「利用美國宇航局斯皮策太空望遠鏡(Spitzer Space Telescope)最近的觀測結果，天文學家在我們所居住的銀河系內，到處都發現了一種復雜有機物『多環芳烴』(PAHs)存在的證據。但是這項發現一開始只得到天文學家的重視，並沒有引起對外空生物進行研究的天體生物學家們的興趣。因為對於生物學而言，普通的多環芳烴物質存在並不能說明什麼實質問題。但是，我們的研究小組在最近一項分析結果中卻驚喜的發現，宇宙中看到的這些多環芳烴物質，其分子結構中含有『氮』元素(N)的成分，這一意外發現使我們的研究發生了戲劇性改變。」
該研究小組的另一成員，來自美國宇航局艾姆斯研究中心的天體生物學家路易斯-埃蘭曼德拉說：「包括DNA分子在內，對於大多數構成生命的化學物質而言，含氮的有機分子參與是必須的條件。舉一個含氮有機物質在生命物質意義上最典型的例子，象我們所熟悉的葉綠素，其對於植物的光合作用起著關鍵作用，而葉綠素分子中富含這種含氮多環芳烴(PANHs)成分。」
據介紹，在科研小組的研究工作中，除了利用來自斯皮策望遠鏡得到的觀測數據外，科研人員還使用了歐洲宇航局太空紅外天文觀測衛星的觀測數據。在美國宇航局艾姆斯研究中心的實驗室中，研究人員對這類特殊的多環芳烴，利用紅外光譜化學鑒定技術對其分子結構和化學成分進行了全面分析，找到其中氮元素存在的證據。同時科學家利用計算機技術對這些宇宙中普遍存在的含氮多環芳烴，進行了紅外射線光譜模擬分析。
路易斯-埃蘭曼德拉同時還表示：「除去上述分析結論以外，更加富有戲劇性的發現是，在斯皮策太空望遠鏡的觀測中還顯示出，在宇宙中一些即將死亡的恆星天體周圍，環繞其外的眾多星際物質中，都大量蘊藏著這種特殊的含氮多環芳烴成分。這一發現從某種意義上似乎也告訴我們，在浩瀚的宇宙星空中，即使在死亡來臨的時候，同時也孕育著新生命開始的火種。」
本年度最大科學突破:宇宙正膨脹 發現暗能量
通過分析星系團(圖中左側的點)，斯隆數字天空觀測計劃天文學家確定，暗能量正在驅動著宇宙不斷地膨脹。
據英國《衛報》報道，證實宇宙正在膨脹是本年度最重大的科學突破。
報道說，近73％的宇宙由神秘的暗能量組成，它是一種反重力。在19日出版的美國《科學》雜志上，暗能量的發現被評為本年度最重大的科學突破。通過望遠鏡，人類在宇宙中已經發現近2000億個星系，每一個星系中又有約2000億顆星球。但所有這些加起來僅占整個宇宙的4％。
現在，在新的太空探索基礎上，以及通過對100萬個星系進行仔細研究，天文學家們至少已經弄清了部分情況。約23％的宇宙物質是「暗物質」。沒有人知道它們究竟是什麼，因為它們無法被檢測到，但它們的質量大大超過了可見宇宙的總和。而近73％的宇宙是最新發現的暗能量。這種奇特的力量似乎正在使宇宙加速膨脹。英國皇家天文學家馬丁·里斯爵士將這一發現稱為「最重要的發現」。
這一發現是繞軌道運行的威爾金森微波各向異性探測器（WMAP）和斯隆數字天文台（SDSS）的成果。它解決了關於宇宙的年齡、膨脹的速度及組成宇宙的成分等一系列問題的長期爭論。天文學家現在相信宇宙的年齡是137億年
Ⅱ 霧霾是怎麼形成的
霧霾 霾，也稱灰霾（煙霞） 空氣中的灰塵、硫酸、硝酸、有機碳氫化合物等粒子也能使大氣混濁，視野模糊並導致能見度惡化，如果水平能見度小於10000米時，將這種非水成物組成的氣溶膠系統造成的視程障礙稱為霾(Haze)或灰霾（Dust-haze），香港天文台稱煙霞(Haze)。 霾與霧的區別在於發生霾時相對濕度不大，而霧中的相對濕度是飽和的(如有大量凝結核存在時，相對濕度不一定達到100％就可能出現飽和)。一般相對濕度小於80％時的大氣混濁視野模糊導致的能見度惡化是霾造成的，相對濕度大於90%時的大氣混濁視野模糊導致的能見度惡化是霧造成的，相對濕度介於80-90%之間時的大氣混濁視野模糊導致的能見度惡化是霾和霧的混合物共同造成的，但其主要成分是霾。霾的厚度比較厚，可達1－3公里左右。霾與霧、雲不一樣，與晴空區之間沒有明顯的邊界，霾粒子的分布比較均勻，而且灰霾粒子的尺度比較小，從0.001微米到10微米，平均直徑大約在1－2微米左右，肉眼看不到空中飄浮的顆粒物。由於灰塵、硫酸、硝酸等粒子組成的霾，其散射波長較長的光比較多，因而霾看起來呈黃色或橙灰色。
霧 霧是由大量懸浮在近地面空氣中的微小水滴或冰晶組成的氣溶膠系統，是近地面層空氣中水汽凝結（或凝華）的產物。霧的存在會降低空氣透明度，使能見度惡化，如果目標物的水平能見度降低到1000米以內，就將懸浮在近地面空氣中的水汽凝結（或凝華）物的天氣現象稱為霧（Fog）；而將目標物的水平能見度在1000－10000米的這種現象稱為輕霧或靄（Mist）。形成霧時大氣濕度應該是飽和的(如有大量凝結核存在時，相對濕度不一定達到100％就可能出現飽和)。就其物理本質而言，霧與雲都是空氣中水汽凝結（或凝華）的產物，所以霧升高離開地面就成為雲，而雲降低到地面或雲移動到高山時就稱其為霧。一般霧的厚度比較小，常見的輻射霧的厚度大約從幾十米到一至兩百米左右。霧和雲一樣，與晴空區之間有明顯的邊界，霧滴濃度分布不均勻，而且霧滴的尺度比較大，從幾微米到100微米，平均直徑大約在10-20微米左右，肉眼可以看到空中飄浮的霧滴。由於液態水或冰晶組成的霧散射的光與波長關系不大，因而霧看起來呈乳白色或青白色。
隨著空氣質量的惡化，陰霾天氣現象出現增多，危害加重。近期我國不少地區把陰霾天氣現象並入霧一起作為災害性天氣預警預報。統稱為「霧霾天氣」。
霧和霾相同之處都是視程障礙物。但霧與霾的形成原因和條件卻有很大的差別。霧是浮游在空中的大量微小水滴或冰晶，形成條件要具備較高的水汽飽和因素。出現霧時空氣相對濕度常達100％或接近100％。霧有隨著空氣濕度的日變化而出現早晚較常見或加濃，白天相對減輕甚至消失的現象。出現霧時有效水平能見度小於1KM。當有效水平能見度1－10KM時稱為輕霧。