宇宙的浩大再一次地刷新了人类的眼界:继发现长达14亿光年的“南极墙”后,科学家们又发现了一个更大的结构,这次是一根长度无与伦比的“琴弦”,长达33亿光年。
一光年约为9万亿公里,一秒钟光能绕地球7圈多,这个结构真是大的无法想象。
这根“琴弦”的长度长到让科学家们差点失去了信心,因为它再次对现有的、持续使用了近一个世纪的宇宙学原理提出了严峻的挑战,科学家们甚至怀疑是观测错误,但在多次观测后,才确定这根“琴弦”只有0.0003%的可能性是不存在的。
英国中央兰开夏大学(UCLan)宇宙学博士研究生阿列克谢·洛佩兹(Alexia Lopez)偶然发现了这个结构,当时洛佩兹正在用大约12万个类星体(类星体是遥远明亮的星系核心)的光绘制夜空中天体的地图,却在偶然间注意到了这个神奇的结构。
当类星体散发出的光芒路经我们和类星体之间的物质时,虽然有些会穿过去,但还有很多光会被路上不同的元素吸收掉,并且同时会留下许多痕迹,天文学家们能够通过留下的痕迹挖掘出很多重要的信息。
洛佩兹就是利用元素“镁”吸收光后留下的痕迹确定了许多信息,比如中间气体和尘埃的距离、物质在宇宙中的位置等等。与此同时,他也发现了一个巨大的结构慢慢浮现在了眼前:一个横跨33亿光年的“琴弦”出现了。
上图:灰色区域表示吸收镁的区域,这显示了星系和星系团的分布。蓝点表示背景类星体。(图片来源:Alexia Lopez/UCLan)
这根琴弦的官方叫法是“巨弧”(the Giant Arc),距离我们大约92亿光年,主要由星系、星系团以及大量的气体和尘埃组成,是目前宇宙中已知的最大结构之一。
当时发现这个“巨弧”的时候,洛佩兹还有些不相信,以为是一个巧合或数据出错,但在做了两次不同的统计测试后,洛佩兹和她的导师Clowes确定“巨弧”不存在的可能性只有不到0.0003%的可能性不存在,并在6月7日的美国天文学会第238次虚拟会议上公布了他们的研究结果。
在去年的时候,天文学家们同样发现了一个超级大的宇宙结构:一个几乎不可思议的墙壁,横跨14亿光年,包含成千上万个星系。因为它的大部分位于明亮的银河系后面5亿光年之外,因此过了很久才被发现。
南极墙与“巨弧”并不是已知的最大结构,当前记录的保持者是横跨100亿光年的 Hercules-Corona Borealis长城,比可见宇宙的十分之一还要大。
天文学家们长期以来一直坚定地认为一个宇宙学原理:在宇宙最大尺度上,物质应当或多或少均匀地分布在整个空间里,并且目前的标准宇宙模型是建立在这个原理的基础上的。
可是类似“巨弧”这样超大结构的陆续被发现,这个原理已经岌岌可危。因为这些结构是由巨量的物质聚集在一堆构成的,它们的外面就很“空旷”,因此物质分布并不均匀。
如此巨量的物质实体聚集在一个地方,这个无可辩驳的事实证明物质在宇宙中的分布或许并不是均匀的,我们的基本原理受到了挑战。
除此之外,一些研究还表明,结构的大小是有一个上限的,当到达这个上限后就不能继续变大了。但是正相反的是,科学家们正在不断发现类似“琴弦”这样越来越大的结构。
目前,有少部分科学家正在提议修改基础理论,虽然人数不多,但呼声很大。
神奇宇宙的宇宙正在不断地突破人类的想象,我们一次次地体会到了自身的渺小与无知,但这并不是一件坏事,相反还很好,因为只有这样人类才会反思理论的错误,才不会可笑地用一套古老的理论来试图解释整个世界,宇宙在运转,人类也在进步。
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页面更新:2024-03-05
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