相對於銀河系，我們的太陽系實在小得可憐，雖然經過多年的努力，但人類至今還沒能真正飛出太陽系，更不用說飛出銀河系了。然而，在宇宙中，銀河系又是很小的一部分，銀河系的跨度只有10萬光年左右。
對於生活在小小太陽系中的我們，科學家發現的一些超大尺寸的宇宙結構是我們無法想像的，有些結構甚至大到連我們最優秀的科學家都感到困惑。
1、拉尼亞凱亞超星系團
銀河系處於直徑長達2億光年的室女座超星系團中，超星系團就是若干星系團聚集在一起形成的結構，超星系團中的星系密度比宇宙平均星系密度要大很多。而最新觀測發現，室女座超星系團並不是最大的結構，它是更大的拉尼亞凱亞超星系團的一部分，這個超星系團跨越了5.2億光年。銀河系就位於拉尼亞凱亞超星系團的邊緣地帶。
如此巨大的超星系團是如何觀測到的呢？以前，天文學家都是根據宇宙「地圖」上的星系分布來劃分超星系團的勢力範圍，有些星系距離遙遠，天文學家就把它們歸為不同的超星系團。如今，天文學家發現，可以通過繪製星系運動方向來推斷宇宙的引力分布，以此確定宇宙局部的分布圖以及星系團的分布。這種方式更先進，因為它的依據是星系的引力，而不是星系的空間分布，因此通過這種方法，天文學家不僅繪製出了我們所觀察到的宇宙，還繪製出宇宙中看不到的部分。
現在，科學家根據引力分布，確定了室女座超星系團只是更大的拉尼亞凱亞超星系團的一部分。拉尼亞凱亞超星系團非常巨大，它包含了室女座超星系團、長蛇-半人馬座超星系團、孔雀-印地安超星系團以及其他大大小小的大約300到500個已知的星系團和星系群。
在拉尼亞凱亞超星系團的中心，位於長蛇-半人馬座方向，距離地球1.5億～2.5億光年的地方，有一個神秘的區域，被稱為「巨引源」，銀河系及鄰近的數百萬個星系正以220萬千米左右的時速向它奔去。天文學家就是用這個巨引源的勢力範圍來確定拉尼亞凱亞超星系團邊界的。這個發現對於我們來說具有特殊的意義，因為它重新定位了我們在宇宙中的位置。
2、沙普利超星系團
而在拉尼亞凱亞超星系團附近，還分布著幾個超星系團，沙普利超星系團就是其中之一。沙普利超星系團是一片更大規模的宇宙物質群，由超過8000個星系團和星系群組成，它與我們所在的拉尼亞凱亞超星系團是鄰居，距離我們大約6.5億光年。其引力非常強大，甚至能影響銀河系在宇宙中的運行。
早在1930年，美國天文學家就預言了沙普利超星系團的存在，這位天文學家就是沙普利，所以最後以他的名字來命名該超星系團。
從遠處看超星系團，它們就像是鐵路線上的不同城市。而它們的邊界也非常模糊，因為纖維結構通常會在大範圍內把它們聯接到一起。因此我們其實很難想像一個超星系團的範圍，而更難想像的是大尺度結構如何從時空結構中生長起來。
不過，超星系團是在數千萬到數億光年的尺度上被組織起來的，所以宇宙學家相信，早期宇宙結構中的初始波動和漲落是形成現在我們所看到的星系團和超星系團的「種子」。當宇宙還非常年輕的時候，它的溫度很高，這些大尺度結構的胚胎只不過是宇宙極早期物質中的隨機漲落。隨後，引力接管了宇宙，物質開始在密度較高的地方聚集，由此形成超星系團的雛形。
3、CfA2長城
儘管超星系團的規模超乎我們的想像，但是它們並不是宇宙中最大的結構，超星系團可以構成更大的結構——長城。比如CfA2長城，它也曾被認為是宇宙中最大的結構。CfA2長城是美國天體物理學家瑪格麗特·瓊蓋勒和約翰·彼得·赫克拉在哈佛-史密森天文物理中心研究紅移現象時發現的。它的形狀有點像中國的長城，長度約為5億光年，距離地球2億光年遠。
然而，CfA2長城的精確尺度至今仍然是一個謎，因為當我們觀測它時，正好面對著銀河系盤面上密集的塵埃和氣體，再加上大量的恆星存在，很大程度上影響了光的波長，這使科學家難以確定CfA2長城是否已經被完全觀測到。
值得慶幸的是，現在科學家可以藉助先進的技術，利用紅外線來觀測宇宙中未受影響的波長，這樣他們就可以穿透銀河系的塵埃和恆星的遮擋，觀測更多的區域；而藉助射電望遠鏡觀測還可以發現紅外線觀測不到的部分，比如近紅外線和X射線。儘管有了這些數據的補充，但是科學家還是不能確定他們是否已經觀測到了完整的CfA2長城，就目前的觀測顯示，CfA2長城最長的地方有7.5億光年。
4、斯隆長城
2003年，科學家根據斯隆數字巡天觀測到的數據，還發現了規模更加驚人的斯隆長城。斯隆數字巡天計劃開始於2000年，它的計劃是觀測25%的天空，收集天體的光譜數據，目前它已經確定了上億個星系的位置，也揭示了宇宙的大尺度結構。
從大尺度來看，斯隆長城是一個巨大的星系「絲」，幾個超星系團就像鏈條一樣連在一起，形成跨度為14億光年的結構，它就像一隻穿梭於宇宙的巨大的章魚觸手。這個結構距離地球約10億光年。
雖然目前科學家對斯隆長城的研究還不全面，但是他們已經發現了這個結構中一些有趣的超星系團。比如，其中一個超星系團擁有異常豐富的星系核心，這個超星系團的邊緣拖著數條星系構成的「卷鬚」，使它看起來像一隻巨大的蜘蛛。另一個超星系團中的星系相互作用明顯，其中一些星系還在加快合併速度。
5、武仙-北冕座長城
伽馬射線暴一般形成於物質豐富的區域，科學家認為在每一次伽馬射線暴發出的地方，肯定有一個大質量的恆星，並且是走向生命盡頭的恆星。科學家藉助伽馬射線的超強亮度來繪製遙遠星系的位置，還利用這些參照位置來尋找新的結構。就這樣，伽馬射線暴幫助科學家鎖定了目前宇宙中最大的結構「武仙-北冕座長城」。
最初，科學家發現在武仙座和北冕座的方向有一個區域出現大量的伽馬射線暴。他們認為，那裡可能存在一個高密度的星系團，或者存在密度極高的其他物質。最終他們發現了武仙-北冕座長城，這個結構的跨度有100億光年，尺寸遠遠超過了斯隆長城。
有趣的是，為這個宇宙中最大的星體結構命名的卻是一名十幾歲的少年。當科學家宣布發現這個結構之後，維基百科的網頁上就彈出了為其命名的頁面。不少維基百科的用戶都提出了自己的建議，最後這個結構被命名為「武仙-北冕座長城」。這是第一次由維基百科的用戶命名的超大型天體結構。不過這個名稱並不準確，因為它的結構非常大，以至於它跨越了好幾個星座，而不僅僅只包括武仙座和北冕座。
武仙-北冕座長城的尺寸已經遠遠超越了現在的宇宙學原理，它和其他類似的結構在挑戰著科學家，使他們開始調整思路，重新考慮宇宙是如何形成的。（未完待續）
來源：大科技雜誌社
更多精彩內容請關注微信公眾號