什麼是「宇宙長城」和「宇宙空洞」?

2020-12-22 科學邊緣2049

地球以及地球所在的太陽系,在宇宙中不過是一粒塵埃

由數千億顆恆星構成的銀河系,也僅僅是可觀測宇宙內,數萬億個星系的之一罷了,在現階段天文學的最前沿,包括銀河系在內,至少擁有10萬個星系的拉尼亞凱亞超星系團,也僅僅是「宇宙大尺度結構」中的基本單位,在它之上還有一種被稱為「宇宙長城」的超巨型結構,若干條宇宙長城組成的宇宙網,就是目前人類天文學的最前沿。

1989年,天文學家蓋勒和修茲勞,在根據以往巡天數據整理星系分布時,發現數據裡的一萬五千個星系,在大尺度上不再均勻,反而開始連接成條狀結構,這個條狀結構是天文學界發現的第一條宇宙長城。

它長五億光年,寬三億光年,厚度一千五百萬光年,距離銀河系兩億光年,後來被稱為CfA2長城,也叫北方長城和后髮座長城,截至目前它依然是人類在宇宙中發現過的,第三大超結構。

2003年,天文學家根據史隆數位巡天的數據,發現了迄今為止宇宙中第二大的超結構,該超結構被命名為史隆長城,遠在10億光年之外,長度為13.8億光年,遠超1989年發現的北方長城。

目前可以肯定的是,我們的銀河系也存在於某一條宇宙長城中,但有關該長城的數據,卻是天文學家們不得而知的,因為身處銀河系內的我們,暫時無法透過「隱匿帶」去觀測「本長城」的延伸方向。

2013年11月,費米伽馬射線空間望遠鏡,在繪製伽馬射線暴分布圖時,發現有多達14個伽馬射線暴,都發生在某一小片宇宙區域中,在確認數據不存在偏差後,天文學家意識到該區域肯定存在數百萬個星系。

而這數百萬個星系組成的結構體,就是目前宇宙中最大的單一結構「武仙-北冕座長城」,距離地球100億光年的它,長度也達到了100億光年,要知道,可觀測宇宙的直徑也才930億光年而已。

目前,武仙-北冕座長城的形成與演化,依然是天文學界的一大難題,因為100億光年外的它,最早也只能誕生於大爆炸後38.2億年,但根據現有宇宙學模型,在物質尚不豐富早期宇宙中,是不應該形成武仙-北冕座長城,這樣的巨型複雜結構的。

組成可觀測宇宙的超級結構,除了宇宙長城,還有宇宙空洞

暗能量在宇宙學模型中的比重為68.3%,而宇宙網狀結構中的空洞,就是暗能量的聚集地,一個典型的空洞,直徑在千萬光年到數億光年不等,其廣闊的空間範圍內,有時甚至連一個星系都沒有,可以說宇宙空洞,就是可觀測宇宙內最孤獨的地方。

在銀河系所處的室女座超星系團的旁邊,就有一個「南方本超空洞」,它所佔有的空間體積為銀河系的6000億倍,但其內空無一物。

如果銀河系位於該空洞中心的話,人類的天文學在相當長一段時間內,都會認為「宇宙」中只有銀河系這一個星系。

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