「南極牆」被發現,距離地球很近卻一直被遮擋,這又是何方神物?

發表在《天體物理學》雜誌上的一篇論文顯示，科學家在地球「附近」，也就是5億光年的位置發現了「南極牆」，也被稱為「南極長城」。

這又是何方神物？竟然被描述為一堵牆，或者是長城？

這種巨大的宇宙結構並非是第一次被發現，在此之前人們已經在宇宙中發現了5個巨大的，由星系、氣體、塵埃構成的物質結構以及空無一個的空洞。

例如目前已知最大的武仙－北冕座長城，跨度達到了100億光年，這是個啥觀念，可觀測宇宙的直徑920億光年，也就是說這個物質結構竟然佔到了約整個宇宙的1/10。

這個名字的來源是因為這個結構在地球上看來它正好坐落在了武仙座和北冕座這兩個星座之間。

除此之外，人類發現的巨大的宇宙長城，還有CfA2長城、史隆長城，巨大的空洞有牧夫座空洞和波江座空洞。

而這次新發現的「南極長城」物質結構，其特點在於它距離地球非常近，只有5億光年，而其他的宇宙超結構都在數十億、甚至數百億光年。

而且「南極長城」的尺度達到了14億光年，可以和史隆長城的尺度相媲美，其中包含了數萬個星系，從南半球的天燕座一直延伸到了北半球的英仙座。

而之所以科學家將其稱為「南極長城」的原因是，這個巨大的物質結構質量的絕大部分都集中在了南極天區，因此稱其為「南極牆」。

可能你還會奇怪的是，為何科學家要將宇宙中這種巨大的物質結構稱其為「長城」或者「牆」呢？

其實沒啥特殊的意思，只是一種比較形象的比喻而已。

我們知道在宇宙中的物質分布基本上是均勻且各項同性的，但是這並不意味著所有的物質都會隨機分布，星系在大尺度上依然會在引力的作用下形成由細絲構成的類似於宇宙網的結構。

在每條結構細絲上星系就像是穿在一起發光的珍珠一樣，而在細絲於細絲的中間被上文我們所說的巨大宇宙空洞所隔開。

這樣的物質結構在大尺度上看，就跟「牆」以及「長城」不叫相似，這就是科學家這樣起名的原因。

為什麼如此近的巨大物質結構，直到今天才被人們發現？

你可能會想，我們能看到最遠的星系已經有130億的歷史，這些星系已經分布在了距離地球數百億光年之外，為什麼我們這些年就看不見在地球5光年之外的巨大物質結構呢？

其實原因在於，我們還真的是看不見它們。上文說了，這些物質結構主要分布在南半球的天區，而從地球的南半球看去，這些物質結構都被銀河系盤面中明亮的恆星、黑暗的氣體、塵埃大部分遮擋住了。

所以僅僅靠觀察，我們很難發現這些物質結構所具有的引力聯繫。

既然看不見，那我們又是如何發現它的呢？

像是2014年科學家發現，有銀河系、仙女星系組成的星系群，並不僅僅存在於更大的結構室女座超星系團，其實整個超星系團還和其他的三個超星系團之間有引力聯繫，構成了一個更加巨大宇宙結構：拉尼亞凱亞超星系團。

這個超級星系團的範圍有5億光年，十分龐大，那科學家有時如何發現這個結構的呢?

其實從星系在宇宙中的運動就能得出來，銀河系在宇宙中的運動速度我們可以通過在微波背景輻射中看到的由於星系運動造成的紅移和藍移算出來。

在排除了我們已知附近星系、星系團的影響後，我們發現銀河系還在受到其他引力源的影響，而在觀察了大量星系在宇宙中的運動速度以後，我們找到了這個巨大的引力源。

就是拉尼亞凱亞超星系團的中心。這就是我們發現大型結構的一種方法。

其實跟這次發現的「南極牆」的方法基本上一樣。一個星系相對於我們在宇宙中的運動速度包含了兩方面，一個是由宇宙膨脹引起的，叫做膨脹速度；一個是由引力源的拉扯引起的，叫做本動速度。

這兩個速度疊加在一起，就是星系在宇宙運動的真實速度。

我們可以通過哈勃膨脹定律算出特定距離星系遠離我們速度，然後在根據星系紅移算出星系的真實速度，兩者相減，就是一個星系的本動速度。這個速度是由引力源造成的。

科學家通過分析了一個名為Cosmicflows-3的資料庫，該資料庫包含了近18000個星系的數據，通過計算這些星系的本動速度，就能發現它們之間的相對速度，以及之間可能的引力聯繫，並且發現影響這些星系巨大的引力源。

通過計算科學家發現在「南極牆」與地球之間的星系，它們的真實速度比哈勃膨脹率所帶來的膨脹速度要快每秒30英裡，這個額外遠離地球的速度就是由引力源引起的本動速度。

而在「南極牆」之外的星系，比哈勃膨脹所帶來的速度要慢，這是引力源的減速造成的。

因此科學家就繪製出了南極天區這些物質的三維分布圖。發現了這個有引力聯繫的巨大物質結構。

這個巨大的結構在南極上空的密度最大，距離我們5億光年，並且向北彎曲，靠近銀河系，最短的距離為3億光年。

不過這些星系整個向南極天區密度較大的位置移動，而這個結構正在緩慢的靠近距離地球6.5億光年之外沙普利超星系團移動。

根據研究這些宇宙中局部的大型結構，我們就能知道星系之間的引力如何影響宇宙的膨脹，也能知道未來宇宙中的物質結構的演化方向。