日耳曼血統(tǒng)的英國(guó)科學(xué)家赫歇爾（Herschel）證實(shí)了銀河系的碟狀結(jié)構(gòu)。

不僅如此，他還是一位古典音樂(lè)大師，寫(xiě)了很多古典音樂(lè)作品。但是他還有一門(mén)特殊的手藝：制造天文望遠(yuǎn)鏡。可能在這方面他更有天賦，赫歇爾一生中制造的70多臺(tái)天文望遠(yuǎn)鏡，除了自己用的以外，全部都用于出售。

19世紀(jì)中葉，他制造了當(dāng)時(shí)最大的天文望遠(yuǎn)鏡，并且發(fā)現(xiàn)了天王星。

通過(guò)不斷觀察天體運(yùn)動(dòng)，赫歇爾最終確定我們的太陽(yáng)系和無(wú)數(shù)的恒星（如太陽(yáng)）聚集在一個(gè)扁平的結(jié)構(gòu)中，這在中文中被稱(chēng)為銀河，在英文中被稱(chēng)為“牛奶之路（Milk way）“。

后來(lái)，隨著科學(xué)的發(fā)展，人類(lèi)天文觀測(cè)方法變得越來(lái)越先進(jìn)。事實(shí)證明，在天文望遠(yuǎn)鏡下，許多小的天體，實(shí)際上是像我們的銀河系一樣的巨大星系。

以前望遠(yuǎn)鏡的分辨率不高，沒(méi)有辦法分辨出仙女座大星云內(nèi)的無(wú)數(shù)恒星，所以很長(zhǎng)時(shí)間以為是個(gè)星云，在一般科普作品里，仙女座大星云和仙女座星系是同一個(gè)。

但是天文學(xué)家隨后又發(fā)現(xiàn)了一個(gè)問(wèn)題，如果星系就是由望遠(yuǎn)鏡里看到的這些恒星所組成的，那么星系的引力質(zhì)量是沒(méi)有辦法維持星系結(jié)構(gòu)的。

原因只有一個(gè)：恒星在星系中的運(yùn)動(dòng)速度太快了。

》太陽(yáng)系帶著地球繞行銀河系的速度為220公里每秒，繞銀河系一周需要2.5億年。

銀河系的逃逸速度是525公里每秒。在切線方向上，只要讓太陽(yáng)增加315公里每秒的速度，才能讓太陽(yáng)脫離銀河系。

銀河系總體可見(jiàn)恒星提供的引力質(zhì)量，只能維持銀河系137公里的逃逸速度。銀河系如果只有可見(jiàn)物質(zhì)組成，太陽(yáng)老早飛離了銀河系。

這意味著在銀河系中有數(shù)量極其龐大的不可見(jiàn)物質(zhì)提供引力，約束著整個(gè)星系結(jié)構(gòu)。

而且根據(jù)天文學(xué)家們的觀測(cè)，諸如仙女座大星云這樣的星系中，恒心繞行的速度也是無(wú)法由可見(jiàn)恒星組成的引力質(zhì)量維持的。如果把暗物質(zhì)的質(zhì)量算進(jìn)去，仙女座大星云的逃逸速度為470公里每秒。

》我們都一般認(rèn)為在本星系群中，仙女座大星云是最大的星系，實(shí)際上很可能我們所在的銀河系才是本星系群中最大最重的星系。

本星系群是含有30個(gè)星系在內(nèi)的星系集團(tuán)，其跨度為1000萬(wàn)光年。本星系群的物理中心在銀河系和仙女座星系之間。按照目前天文望遠(yuǎn)鏡的觀測(cè)，最大的星系是仙女座大星云，銀河系為老二（以前一直這么說(shuō)，但是這個(gè)現(xiàn)在很有疑問(wèn)），三角星系是老三。

銀河系和仙女座大星云的距離是230萬(wàn)光年，它們之間正以130公里每秒的速度相對(duì)運(yùn)行，幾十億年后兩個(gè)星系將對(duì)撞，并且合并成一個(gè)大橢圓星系。

由于銀河系含有數(shù)量比仙女座大星云更多的暗物質(zhì)，所以在合并的過(guò)程中可能會(huì)占主導(dǎo)地位。

》銀河系與仙女座大星云之間的對(duì)撞，主要是由于引力的作用相互拉扯，極大的改變了原來(lái)星系的結(jié)構(gòu)。

由于宇宙空間極其遼闊，在星系的空間中平均十立方光年才會(huì)有一顆恒星，恒星之間的直接碰撞會(huì)非常的稀少。

對(duì)于太陽(yáng)系來(lái)說(shuō)，銀河系和仙女座大星云合并最大的危險(xiǎn)就是另外一顆恒星闖入了太陽(yáng)系的引力范圍。這種彼此影響的結(jié)果會(huì)使太陽(yáng)系的結(jié)構(gòu)崩潰。

行星圍繞著雙星系統(tǒng)運(yùn)行的軌道極其的復(fù)雜，這屬于最不可預(yù)測(cè)的三體結(jié)構(gòu)。地球有可能被甩出太陽(yáng)系，在宇宙中流浪，有可能?chē)@著兩顆恒星做一種八字形的運(yùn)動(dòng)。不管哪一種都是災(zāi)難。

在對(duì)撞的過(guò)程中，質(zhì)量大的星系有可能比較容易保持完整的結(jié)構(gòu)，受到的擾動(dòng)會(huì)比較小。這讓太陽(yáng)系有一線希望，免于被解體的命運(yùn)。這一切都要仰賴(lài)于這種看不見(jiàn)的暗物質(zhì)。

在我們可觀測(cè)的整個(gè)宇宙中，提供絕大部分引力質(zhì)量的，都是這些看不見(jiàn)的暗物質(zhì)。

》暗物質(zhì)的數(shù)量極其龐大，與可見(jiàn)物質(zhì)的質(zhì)量比，達(dá)到了驚人的5:1。

暗物質(zhì)實(shí)際上是充斥在整個(gè)銀河系內(nèi)，包括太陽(yáng)系內(nèi)都有數(shù)量龐大的暗物質(zhì)，但是我們沒(méi)有辦法感覺(jué)到暗物質(zhì)的存在，這就是因?yàn)榘滴镔|(zhì)只和引力起作用。

在太陽(yáng)系里，暗物質(zhì)的引力也沒(méi)辦法表現(xiàn)出來(lái)，因?yàn)樗谔?yáng)系中間的分布是均勻的，引力從各個(gè)方向抵消的結(jié)果就是地球只受到太陽(yáng)的引力影響。

關(guān)于暗物質(zhì)的具體組成，科學(xué)家對(duì)此有很多的猜測(cè)，其中最有希望入選暗物質(zhì)的，是一種只在一維方向上做運(yùn)動(dòng)的亞原子粒子，被稱(chēng)為“軸子”。

軸子既安靜壽命又長(zhǎng)，而且只參與引力作用，所以不能用大型電子對(duì)撞機(jī)發(fā)現(xiàn)。

如果軸子被發(fā)現(xiàn)，不僅能解決暗物質(zhì)之謎，也可以解決量子色動(dòng)力學(xué)中的強(qiáng)作用力電荷守恒宇稱(chēng)對(duì)稱(chēng)問(wèn)題。