假如你在晴朗夜色中用一架小型的天文望远镜观察天空，会发现整个夜空中满布星光斑驳的亮点，其中有些是银河系中的恒星，呈现为一个个亮圆点，但有些是轮廓模糊的亮盘，还有一些像发光的球团，看起来不像恒星那样是一个发光的圆点。这些模糊的发光团其实就是一个个星系，由于距离太过于遥远，小型的望远镜因为分辨率太低，因此只会呈现出点点边界模糊的亮斑。在满目光斑的夜空中，宇宙之中究竟有多少星系呢？天文学家估计的最低数值为500亿至1000亿个，但是许多天文学家认为实际数应该超过这一估计值。2003年时美国哈勃太空望远镜“深空探测”计划对天炉座的一小片空域进行观测，这是一片被天文学家认为空寂少物的区域，但是哈勃太空望远镜对这片区域拍摄的照片中至少存在1万个星系，这些星系距离我们非常遥远，最远的星系大约为130亿光年之遥。也就是说，这些星系大概是在宇宙大爆炸之后大概只有几亿、十几亿年左右的“童年照片”。估计宇宙之中的星系数量的确非常困难，因为我们人类可观测的宇宙视界只占宇宙范围一小片区域，在这一小片区域的星系大约为40亿个。总之，宇宙的范围极为浩瀚，它的范围远远超过我们人类的想象。
类似大、下麦哲伦星系均缺乏一个强大的引力源，星系中的恒星不会围绕中心点运行，这类星系形状各异被称为不规则星系，那么除了不规则星系之外的其他常规形态的星系和类星体都表现为引力结构，就像太阳系中所有的行星运行在太阳的引力场中一样，这些星系的中心都存在一个强大的引力源，似乎这些星系都围绕着巨型黑洞进行运行。那么巨型黑洞与星系中的恒星群哪个出现得更早呢？也就是说，因为巨型黑洞形成后，再将物质吸引到周围演化成为完整的星系，还是星系起初就是我们目前看到的形态，随后物质不断地移向星系的中心，达到一定的物质数量后巨型黑洞逐渐形成的？这看起来是一个宇宙版本的先有鸡还是先有蛋的古老问题。
这样的一个问题与星系形成的机理也许是人类永远得不到正确答案的终极谜题，因为可供研究分析的线索实在少得可怜。与人类掌握现代科学的时间相比，不说庞大的星系，即使恒星形成的过程都十分漫长，而星系是含有数千亿颗恒星的庞大集合体，人类的任何时间经历在宇宙的历史长河之中都显得微不足道。距离遥远是我们人类的宇宙探秘另一大障碍，虽然我们大家可以通过功能强大的太空光学、X射线望远镜，以及设置在地球表面的射电望远镜对100亿光年进行观测，但因为距离过于遥远，极大地影响到影像的精度和分辨率，以至于科学家们无法知晓遥远天体的许多细节。时至今日，我们人类的足迹还没有踏入月球轨道以外的区域，即使是我们发射的探测器还未能驶出太阳系的范围。即使是近距离观测银河系某处感兴趣的天体，也许都是我们人类难以企及的梦想，因为我们人类的寿命很短，整个旅程花费的时间将会大大超出整个人的生命周期。不要说我们人类目前还没有研制出能耗低、功能强大的运载技术，即使在未来我们人类具备这种技术能力来缩短宇宙旅行的航程时间，但是作为生命有机体可能还是无法抗拒更高的加速度产生的强大作用。
那么巨型黑洞与星系哪个先形成呢？根据我们日常经验和直觉判断，人们想到的应该只有三种方式：由里到外、由外到内和同时形成三种形式，非常巧合！天文学家也认为应该是这三种方式中的一种。
“由里到外”即巨型黑洞首先形成的理由是，在任意一个由引力所联系的系统中密度最大的物体总是最先聚集在一起，同样，星系可能是以巨型黑洞为中心点而形成。另外还存在一些依据支持这一观点，例如在天文研究中进行的时间回溯来看，观测极为遥远的天体中类星体的分布更加广泛，也就从另一方面代表着在宇宙的早期类星体比椭圆星系、漩涡星系和棒旋星系更多，而类星体中都存在一颗巨型黑洞，也许类星体可能是椭圆星系、漩涡星系演化的“前身”，从统计意义上来看似乎“由里到外”是由道理的。
但“由里到外”观点忽略了一个重要的细节，巨型黑洞产生的辐射作用很可能会阻碍恒星群在周围形成。再来看一下“由外到内”的观点，一些学者主张最先形成恒星群，或者至少形成了星系的大体结构，接着恒星、星际云和星际尘埃向星系中心缓慢聚集，最后形成巨大的黑洞引擎。但是这种观点也存在一个关键问题，根据观测得知，许多巨型黑洞还在吸收物质，这也代表着巨型黑洞的形成过程十分缓慢，至少在类星体中央的黑洞形成时间需要数十亿年，这与实际的观测并不相符。目前观测到的最遥远的类星体大概距离地球120多亿光年，也就是说这些类星体在120多亿年之前就已经存在了，宇宙大爆炸距今为137亿年的时间，如果按照“由里到外”观点来看，类星体根本就没有足够的时间完成形成过程，因此这一观点也存在一定的问题。
现在只剩下一种最可能的方式，而这种大体同时形成的方式大概就是星系形成的真实过程。我们已知道，含有巨型黑洞的类星体是在宇宙大爆炸之后大约几亿年就开始形成的，而一些星系形成的时间也异常久远，也许是在宇宙创生之后的10亿年开始形成星系的，天体物理学家和天文学家通过光谱分析，发现在100亿年前就已经存在碳、硅、镁、铁等较重的元素，我们大家都知道这些较重元素是在恒星之中通过核聚变形成的，这说明至少在100亿年之前就已经存在恒星，并且通过恒星演化到超新星将较重元素释放到星际空间之中。在观测银河系时，科学家发现在银晕区域存在的恒星星团的平均年龄为120亿年，最年轻的星团也达到90亿年，这说明正常星系形成的时间与类星体大体相同。
另外，在对类星体的光谱分析中也发现了一些较重元素，虽然这些较重元素的丰度很低，大概比太阳之中的数量少100倍，但至少表明这是恒星存在过的证据。天文学家还对一些正常星系的中央凸起部分进行了测量，发现凸起部与星系中心的巨型黑洞是成比例的，这一数据也支持巨型黑洞与包围着的星系可能是同时形成的观点，两者的形成可能是紧密联系在一起的。我们大家可以设想一下这样的情景，在宇宙大爆炸几亿年之后的时间，宇宙之中就出现了第一代恒星，接着星系和类星体也出现了，恒星在宇宙之中形成并一直持续到现在，恒星的演化为宇宙增添了许多重元素、白矮星、中子星和黑洞，丰富了宇宙天体的类型，并且以超新星爆发点亮宇宙的各个角落，散播的重元素物质以宇宙尘埃和星际气体围绕着恒星形成行星，并且在地球上演化出生命，最终被地球上的智慧生命——我们人类发现了这么许多的宇宙奥秘。
如果你能够建立一个合理的星系形成的理论模型，并且经过科学家观测验证，即使证明理论模型中关键部分理论是正确的，你就会获得前往斯德哥尔摩的机会并且获得诺贝尔大奖。
我们人类勿需担心银河系中心的巨型黑洞会吞噬地球，据计算推测，银河系中心的黑洞大约为250万倍以上太阳的质量，临界周长约5000万公里，比水星轨道还小很多。我们太阳系围绕银河系中心大约在17万光年多的轨道上运行，这大概是黑洞周长的300亿倍，假如黑洞会吞噬了银晕和附近的恒星，它的体积也不会增加太多，即使银河系中心的巨型黑洞的临界周长增加到1光年，我们太阳系的轨道周长仍然比黑洞的周长大将近20万倍。同时，我们还应该注意到关键的问题——时间！星系中央的黑洞如果最终能够吞噬星系中的大部分物质，这样的一个过程需要多少时间呢？美国物理学家索恩推算出这样的一个过程需要10亿亿年，这比宇宙创生至今的时间多了更长，在如此漫长的时间长河之中，而我们的地球遇到其他危机的概率远远比被银河系中央黑洞吞噬的概率大得多！
本文系作者原创，未经作者许可不得转载。本文的素材来源于《从混沌到有序—妙不可言的宇宙》一书。
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