宇宙中最長的一根「絲」,長達5000萬光年,總算被人類觀測到

2021-01-08 排頭博覽

宇宙中一半以上的物質對我們來說都是"隱身"的,看不見也摸不著。然而,天體物理學家有一個預感:在所謂的"宇宙網"絲狀結構中,巨大的絲狀熱氣結構環繞並連接著星系和星系團。現在由波恩大學領導的一個研究小組,現在首次觀測到"一根"長度為5000萬光年的氣體絲,它的結構與計算機的模擬預測驚人地相似。因此,這次觀測也證實了天文學家關於宇宙起源和演化的觀點。

我們之所以能夠存在,歸功於一個微小的奇點。在138.2億年前,宇宙大爆炸發生了,宇宙大爆炸是空間和時間的起點,也是構成今天宇宙所有物質的開始。雖然宇宙最初集中在一個點上,但暴脹時期的宇宙以驚人的速度膨脹,氣體雲、物質幾乎均勻地分布在其中。

幾乎是,但不是完全的:在某些地方,雲層比其他地方的密度要高一些。僅僅因為這個原因,今天就有行星、恆星和星系。這是因為密度較高的區域引力略高,從而將周圍的氣體吸引過來。

因此,隨著時間的推移,越來越多的物質集中在這些區域。然而,它們之間的空間卻變得越來越空虛,在長達130億年的時間裡,形成了一種海綿結構:沒有任何物質的大"洞",其間有數千個星系聚集在一個小空間中的區域,即所謂的星系團。如果真的是這樣,星系和星系團應該仍然通過這種氣體的殘餘物聯繫在一起,就像蜘蛛網一樣纖細的絲線。波恩大學阿格蘭德天文學研究所的託馬斯·裡普裡奇教授解釋說:根據計算,宇宙中超過一半的重子物質都包含在這些細絲中。

恆星和行星就是以這種形式組成的,包括地球生命和萬物也是如此。然而,到目前為止,它還沒有被我們注意到:由於細絲的巨大膨脹,其中的物質被極大地稀釋了,也許每立方米只含有10個粒子,遠遠低於科學家在地球上所能創造的最好真空。然而,現在有了一種新的測量儀器,叫做eROSITA太空望遠鏡,天文學家現在第一次能夠完全看到這種氣體。eROSITA太空望遠鏡擁有非常靈敏的探測器,可以探測從"宇宙網"細絲中氣體發出的那種X射線輻射。

這架eROSITA太空望遠鏡的視野也很大,就像廣角鏡頭一樣,它可以在一次測量中捕捉到相對較大的一部分天空,而且解析度非常高,這使得望遠鏡可以在相對較短的時間內,拍攝到"宇宙網"細絲等巨大物體的詳細圖像。在研究中,天文學家檢查了一個名為阿貝爾3391/95的物體,這是一個由三個星系團組成的系統,距離我們約7億光年。eROSITA太空望遠鏡圖像不僅顯示了星系團和眾多單個星系,還顯示了連接這些結構的氣體細絲。

整個絲狀結構長達5000萬光年,但它的規模可能更大:科學家們假設這些圖像只顯示了其中的一部分。觀測結果與重建宇宙演化的模擬結果進行了比較,發現eROSITA太空望遠鏡圖像與計算機生成的圖形驚人地相似。這表明被廣泛接受的宇宙演化標準模型是正確的。最重要的是:數據顯示,宇宙中大部分"隱身"失蹤的物質很可能實際上隱藏在"宇宙網"絲狀結構中。

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    宇宙就在那裡等待我們去觀測,想要深入了解宇宙,我們就需要深入觀測宇宙。由於光速是有限的,隨著觀測距離的增加,我們能夠看到越來越早之前的宇宙。那麼,人類所能觀測到的宇宙極限在哪裡?肉眼可見的極限最初,人們直接通過肉眼來觀測宇宙。