模型思想

如果我们要细究各个学科的起源，就会发现科学领域的各个细分学科大多都要追溯到古希腊时代，比如：物理学，博物学等等。但是有这么一个学科，是每个古代文明都会有的，甚至都做得相当的出色，这就是天文学。天文学可以说是伴随着人类文明的发展而发展，天文学的几次革命都引发了科学革命。但是在物理、化学、生物等学科眼里，天文学又是最不科学化的，如果按照其他学科的标准，天文学的许多理论都是无法成立。

这是因为科学的基本要素是足够多的数据支撑，以及实验观测可复现。这两个要素都是天文学的致命缺点，这是因为天文学能够观测到的信息量极其少，更不能要求观测到现象是可复现的。所以，天文学演化出了自身的一套研究规范，这就是模型思想。

所谓模型思想，指的就是通过建立理论模型来和新的观测现象进行拟合，同时新的天文学理论也需要和这个模型进行适配。这套规范是从古至今一直保留下来的。最早的宇宙模型是地心说模型，它和哥白尼的日心说都属于宇宙模型。

与它们一脉相承的是标准宇宙模型，从日心说到标准宇宙模型也经历了几次大的变化，先是牛顿世界观下的宇宙模型，是无限大的宇宙模型，然后是爱因斯坦的静态宇宙模型，再然后是大爆炸模型，大爆炸模型自身就发生过多次迭代。

如今是在大爆炸模型基础之上建立起来的ΛCDM模型，其中Λ代表宇宙正在加速膨胀，指向了暗能量，CDM则是指暗物质。

除了宇宙模型，我们还有标准太阳模型等等。天文学家正是通过这些模型，建立现代天文学的大厦。但是在这座大厦当中，有一个地基一直不算太安稳，甚至是经历过重建的过程，这个模型就是星系模型。说白了就是，星系到底是如何起源和演化的？

ELS模型

其实，科学家一直想要建立一个属于星系的模型。但是这个问题一直无法攻克，问题就卡在了星系的形成上。当然，这里的星系是指类似于银河系这样的星系。

其实不只是星系的形成。恒星系的形成一直以来，也是一个难题。如今关于恒星系的形成和演化比较主流的是星云假说。这个假说的大致内容是这样的，在45亿年前，太阳系附近有一片长达2光年的星云，后来可能是因为超新星爆炸导致引力平衡被打破。于是，在引力的作用下，逐渐形成了太阳，在形成太阳的过程，还残留了一些物质，这些物质形成了太阳系剩余的天体。

受到这个假说的启发，就有三位在天文学家提出ELS模型。这个ELS模型在描述星系的起源问题和星云假说极为类似，你可以粗暴地理解成，把一片星云换成了一片更大的星云，然后星云碎裂成小星云，各片小星云再形成恒星系，最后就是一个由若干小的恒星系构成的星系了。

ELS模型看似很完美，实则蕴含着致命的缺点。首先，我们先来观测一下太阳系的情况，如果我们仔细研究一下太阳系物质密度，就会发现，木星附近的位置是物质密度最大的。仅仅木星一颗行星的质量，就是太阳下除太阳之外所有天体质量总和的2倍。

之所以会这样，是因为太阳形成后，会开始刮太阳风，这样就会把物质吹向远方，这就形成了从太阳到木星位置，物质密度逐渐上升，从木星到太阳系边缘，物质密度逐渐下降。毕竟太远了，也吹不到了。

但是，银河系和太阳系就不一样，银河系是越靠近中心，物质密度越大，要知道银河系中心实际上也有辐射风，按照ELS模型，银河系中心的物质密度应该很小才对。这就和实际的观测是相互矛盾的。那到底是什么造成了这个矛盾呢？

其实根本原因在于星系实际上是一个开放的系统，而恒星系是一个类似于封闭的系统。这是因为，恒星系都相距甚远，就拿太阳系来说，距离太阳系最近的星系是比邻星系，它们距离我们大概有4光年以上。所以，两个系统根本不会发生任何的干扰。

星系合并

星系和恒星系并不同，通过实际上的观测，科学家发现，星系之间会发生合并。就拿我们所在的银河系来说。银河系所在的是本星系群，在本星系群中有几十个类似于银河系这样的星系，其中最大的一个叫做仙女座星系，第二大的就是银河系。

银河系周围有很多的卫星星系，比如：人马座。它就一直在绕着银河系运动，但是每绕一圈，都会有一部分被银河系所吞噬。人马座其实并不是孤例，银河系的卫星星系中还有一个叫做麦哲伦云星系，它在未来也会遭受和人马座一样的结局。

这些其实都属于本星系群中小打小闹的事，本星系群在大概40亿年后，会迎来一件大事，也就是第一大的仙女座星系和第二大的银河系会发生合并。按照普朗克卫星目前的观测结果来看，银河系和仙女座星系在引力的作用下正在彼此靠近对方，在未来大概率会是一个侧撞。在碰撞完之后，两个星系会在引力的作用下形成一个大星系。但这还没有结束，科学家预计在1000亿年后，本星系群中的几十个星系会最终合并成一个星系。

当然，这并不仅仅发生在本星系群当中，科学家在实际观测中就看到了很多很多类似的情况，比如，哈勃望远镜就拍到过星系吞并的图象。

SZ模型

我们再回来看如今的宇宙中的各种星系，有的远比银河系要小，比如：银河系的卫星星系；有的远比银河系大得多，比如：IC1101差不多就有本星系群那么大。同样都是星系，差距却可以如此巨大。

说到底就是一点点合并出来。这就有像贪吃蛇的游戏，越吃越大。

因此，就有科学家提出了一个星系模型，被称为SZ模型。这个模型描述的是星系并非封闭系统，而是开放的系统，它们要么被其他星系“吃掉”，要么把其他星系“吃掉”。当时，这个模型还有没有能够解决一个问题，那就是星系是如何起源的。

星系起源

如今，我们知道银河系是宇宙诞生后不久就出现的，大概有136亿岁左右。按照SZ模型，银河系最开始一定不是如今的模样，而是“吃”成了如今这样。甚至，有可能太阳系也大概率是被银河系“吃”进来的。但是，最初的那个银河系到底是如何形成的呢？

按照如今的理论，科学家猜测，银河系的形成和暗物质有关。这是因为银河系中的物质所提供的引力不足以束缚住银河系中的各个天体。之所以现在能够束缚住，是因为银河系中存在着暗物质，它们提供了额外的引力，而且这个引力远比银河系中的物质提供的引力要大。也就是说，如果银河系中没有暗物质，银河系就会分崩离析。

但问题又来了，暗物质到底是什么？它真的是星系起源的原因么？但为什么在实际观测中有些小星系就没有暗物质？这些问题也是目前天文学家研究的前沿问题，目前没有一个可靠的答案。所以，我们只能期待一下了。