宇宙中无数的恒星不是均匀分布在宇宙中，而总是聚集成星系——就像是人们总是聚集在城镇，而且星系之间空旷辽远。我们所在的星系叫做银河系，它是一个由气体、尘埃和约2000亿颗恒星组成的巨大的旋转中的“转轮”。每颗恒星之间的距离大约有几十万亿千米，我们熟悉的太阳位于银河系的边缘。当我们观察宇宙时，其实是透过银河系里的恒星往外看，就像是雨天里透过雨幕看风景。我们在夜空中看到的单颗星星都是银河系里的恒星。银河系是一个旋转星系，俯看就像是一个由恒星组成的巨大旋风。太阳和它的八大行星就位于从“旋风”中心伸出的一条旋臂上。太阳在旋臂里的运动速度是94万千米／小时，按照这样的速度，太阳需要大约2亿年的时间才能绕星系一周。从侧面看去，银河系是中间厚边缘薄的碟子形状。如果天气晴好，我们可以看见夜空里有亮带延伸，那其实就是银河系的一部分。如果能够走出银河系，我们就可以看到它的真面目：漆黑的背景上面布满了星系，就像漆黑的海面上，小岛都被点亮了。银河系再大，也只不过是宇宙中约1000亿个星系之一。虽然每个星系都由至少上百万颗恒星组成，但它们距离地球太遥远，以至于我们看到它们的光都很微弱。一个普通的望远镜就可以让我们看到数十个星系；一架更好的天文望远镜能够让我们看到更多星系，甚至可以看到几个遥远星系中的恒星。仙女座星系是距离银河系最近的星系，天气晴好时，我们甚至不需要望远镜就能看到它。仙女座星系跟银河系一样，也是螺旋星系。所有的星系中，有一半都是螺旋星系，像一个自旋的转轮。这些星系里有数不清的恒星，包括年轻的、年老的和中年的。还有椭球形的星系——数十亿颗恒星组成的大球。有些星系是正球形的，有些是扁球形。椭球形星系中所有的恒星都围绕着中心旋转，像一群飞舞的蜜蜂。这些星系中的恒星年纪都比较大，许多是红巨星，所以椭球形星系往往都发出橙色的光。还有其他形状的星系，有些像没有旋臂的漩涡（或者像照相机镜头），还有些没有特定的形状，所以叫做不规则星系。星系看似平静，实际上充满了剧烈的自燃事件，强度绝不次于地球上的火山爆发和地震。例如，一次仍在持续的能量大释放中，从M87星系中心喷出的蓝白色高温气体喷流足有5000光年长。天文学家们认为，位于星系中心的黑洞能够吞噬气体、尘埃甚至整个恒星，它很可能就是星系上剧烈事件的根源。星系之间也会发生碰撞，但因为每颗恒星之间的距离实在是太远了，所以当星系相遇时，恒星之间并不会相撞，它们通常会从彼此身旁飞驰而过。由于星系的体积太庞大，这种“碰撞”需要持续几百万年，而不是几分钟。但是专家们可以在电脑上模拟出星系相遇的情景，模拟的过程是可以迅速完成的，这样天文学家们就可以预言当两个星系相遇的时候是怎么样的，相遇之后又会发生什么事情。由于星系中恒星的运动就像夜晚天空中的航船，万有引力使它们彼此吸引。有些恒星离开原来的位置，从而使交织的星系的形状都发生扭曲。比如，当一个椭球形星系接近一个螺旋星系的时候，后者充满恒星的旋臂就有可能受到前者的影响而偏离原来的位置。目前，有些天文学家猜想，今天的大型星系很可能是由很多小星系融合而成的。例如，两个螺旋星系合并起来就可能形成一个椭球形星系。因为在宇宙深处20亿光年附近（也就是那里20亿年前），天文学家们发现越来越多的小型星系和越来越多的大型星系。而且这些小星系大都没有规则的形状，既不是螺旋形也不是椭球形。天文学家们认为，10～100个这样的小星系融合在一起才能演变成像银河系这样的螺旋星系。
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