哈勃太空望遠(yuǎn)鏡觀測了一個(gè)奇特的星系，它的形狀好似一塊極為平順和圓潤的“超級煎餅“，該星系距離地球?yàn)?500萬光年，它是一個(gè)中間厚、周圍薄的圓盤結(jié)構(gòu)或螺旋星系，被正式名命為ESO373—8的星系不是一個(gè)孤立的，在它的周圍環(huán)繞了7個(gè)星系，8個(gè)星系共同組成了互為鄰居的星系團(tuán)，該星系團(tuán)是銀河系中一個(gè)更大星系團(tuán)MGC2997的一個(gè)小星系團(tuán)。從哈勃圖片可以看到星系ESO373—8的側(cè)影，從側(cè)面看上去的它好似一個(gè)單薄的閃耀著光芒的條紋，巨大的條幅橫跨在無比遼闊的星空，所有的星體和星云錯(cuò)落有致地排列在一個(gè)扁平形狀的星系之內(nèi)，形成了一個(gè)均稱而整齊的超大圓盤。

如此多的星體組成了扁平的結(jié)構(gòu)，星系的形狀看上去好似一塊伸長的薄煎餅。人們的大腦很難想象一個(gè)龐大星系的空間造型，人類的力量與形成星系的自然力量相比可以忽略不計(jì)，天文學(xué)家致力于從自然要素尋找星系形成的力量。當(dāng)人們停止日常的腳步，仰望星空時(shí)，從心里涌現(xiàn)了一個(gè)疑問：星系為什么好似一個(gè)中間凸起、四周扁平的碟狀結(jié)構(gòu)？有某種未知的原因，人們設(shè)想了星系形狀形成的原因。設(shè)想一種情形，人們坐在一張轉(zhuǎn)動(dòng)的椅子上，當(dāng)椅子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，人們向外伸展了腿，手臂慢慢向內(nèi)收攏，當(dāng)人們的身體收縮成一團(tuán)時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)，即使沒有外力的作用或旁邊的人沒有推動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)的椅子，椅子的旋轉(zhuǎn)速度也將變得更快。人們在旋轉(zhuǎn)的椅子上獲得了體驗(yàn)，而星系在旋轉(zhuǎn)過程中改變了形狀，兩種運(yùn)動(dòng)遵循了同樣的物理機(jī)理，物理學(xué)家將以上的物理效應(yīng)稱為“角動(dòng)量守恒定律”。

衡量一個(gè)作直線運(yùn)動(dòng)物體的快慢時(shí)，物理學(xué)家使用了“速度”概念，衡量一個(gè)作圓周運(yùn)動(dòng)物體的快慢時(shí)，物理學(xué)家使用了“角動(dòng)量”概念，對于一個(gè)繞定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的物體而言，角動(dòng)量相當(dāng)于物體的質(zhì)量乘上速度、乘上轉(zhuǎn)動(dòng)物體與定點(diǎn)的距離。角動(dòng)量遵循角動(dòng)量守恒定律，當(dāng)一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)的物體不受外力的作用時(shí)，當(dāng)物體在旋轉(zhuǎn)過程中突然減少物體質(zhì)心與定點(diǎn)的距離時(shí)，該物體的旋轉(zhuǎn)速度將會(huì)加快，反之，該物體的旋轉(zhuǎn)速度將會(huì)減慢，而在轉(zhuǎn)速變化的過程中，該物體的角動(dòng)量保持不變。角動(dòng)量守恒定律解釋了花樣滑冰運(yùn)動(dòng)員的一個(gè)“規(guī)范動(dòng)作”，當(dāng)花樣滑冰運(yùn)動(dòng)員的表演動(dòng)作快要結(jié)束時(shí)，身體的旋轉(zhuǎn)速度會(huì)變得越來越快，他們將手臂和雙腿向身體的內(nèi)側(cè)收攏。

角動(dòng)量守恒定律解釋了地球和太陽似乎永不停息的自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，牛頓設(shè)想的“上帝之手”和“第一推動(dòng)力”是多余的，晚年的牛頓回到了自然現(xiàn)象的宗教解釋。法國著名天文學(xué)家、數(shù)學(xué)家和天體力學(xué)家拉普拉斯（1749—1827）提出了星云收縮的假說，這一假說的理論基礎(chǔ)是角動(dòng)量守恒定律。拉普拉斯認(rèn)為，形成太陽的星云是一團(tuán)巨大、灼熱和旋轉(zhuǎn)的氣體，太陽星云大體為球團(tuán)形狀，逐漸地冷卻和收縮，而太陽星云的收縮遵循了角動(dòng)量守恒定律，在收縮過程中加快了太陽星云的旋轉(zhuǎn)。

在中心引力和離心力的共同作用下，太陽星云逐漸地變成了扁平的盤狀。一旦星云在收縮過程中取得了離心力和引力的平衡，部分留存的星云物質(zhì)演變?yōu)橐粓F(tuán)繞中心轉(zhuǎn)動(dòng)的球環(huán)體，同時(shí)形成了幾個(gè)中心體以外的球環(huán)體，在中心位置旋轉(zhuǎn)的球環(huán)體最終凝聚成一顆太陽，在中心外圍旋轉(zhuǎn)的球環(huán)體最后凝聚成太陽系的各大行星。在大行星凝聚的過程中，一部分分出的星云物質(zhì)球環(huán)體在凝聚過程中形成了各大行星的衛(wèi)星。角動(dòng)量守恒定律的應(yīng)用沒有例外的情形，從距離地球2500萬光年的星系ESO373—8到任何一位在座椅上自由旋轉(zhuǎn)的天文學(xué)家或天文愛好者，自然事物都不能違背這一定律。

從一個(gè)氣體組成的巨大球狀體中誕生了星系，開始了星系演變的歷程，在球狀星云緩慢旋轉(zhuǎn)的過程中，球狀氣體在引力作用下逐漸向內(nèi)側(cè)的質(zhì)心塌陷，星云球體的體積將變得越來越小，旋轉(zhuǎn)的速度將變得越來越大，以至于球體的外形最終變成了圓盤狀，整個(gè)星系看起來好似一塊在宇宙空間伸展和旋轉(zhuǎn)的超大披薩餅面團(tuán)，各種天體和星系物質(zhì)在碟形的圓盤內(nèi)“上下飛舞”，甚至要“蹦跳”出星系的圓盤，但無濟(jì)無事，“逃逸”的天體和星系物質(zhì)都將被星系旋轉(zhuǎn)的巨大力量拉回圓盤，角動(dòng)量的守恒規(guī)律發(fā)揮了作用。星系形成了流線型的外形，外形構(gòu)造遵循了物理學(xué)的基本定律。星系外形看起來美輪美奐，十分符合人類的美學(xué)法則，但自然之美的神秘性超出了人類科學(xué)的感知能力。

（編譯：2020-12-30）