橫跨14億光年的距離,科學家發現南極墻,是宇宙最大結構?

天空之城 2022/07/03 檢舉 我要評論

對宇宙的觀察越多,了解得越深入,越是覺得太陽系的渺小、對地球的未來感到渺茫、以及 對隨時都可能如塵埃飄散的人類感到悲哀

浩瀚的宇宙

宇宙由什麼構成?這個大家都能回答出來, 粒子

但是我們卻不知道這個由基本粒子構成的宇宙,究竟有多大。

科學家表示,人類目前可觀測的宇宙半徑為465億光年,在其中至少擁有 2萬億個星系,但這僅限于「可觀測」, 僅限于「觀測」

也就是說,我們不僅 難以抵達宇宙的邊緣,甚至連探索都很難。

在對宇宙的觀測中,我們發現了很多巨大的宇宙結構,而且一次比一次大,并不斷 沖擊著人類對宇宙的認知

那麼橫跨14億光年的距離,科學家發現的 南極墻,是宇宙最大結構嗎?

宇宙結構

根據科學家百余年的研究,我們了解到宇宙是有層次結構的、物質形態多樣的、不斷運動發展的天體系統。

在宇宙結構中,我們可以發現,很多結構都屬于 包含與被包含的關系。

星系會組成星系群,然后組成星系團,在組成超星系團,而到 超星系團時,它們的直徑幾乎都要 用數億光年計算

而很顯然,宇宙結構并不會就此結束,比超星系團更大的結構,還有很多。

我們將結構簡略來看,地球所在的地月系屬于太陽系,接著是銀河系,本星系群,室女座超星系團,拉尼亞凱亞超星系團, 武仙-北冕座長城,然后是可觀測宇宙,最后是宇宙。

在其中武仙-北冕座長城的存在還有一定爭議。

拉尼亞凱亞超星系團

所以我們暫且來感受一下, 拉尼亞凱亞超星系團有多大。

這個超星系團于2014年被科學家們定義,在其中包含大約 100000個星系,它的寬度達到5.2億光年。

其質量大約是 1017個太陽質量,是銀河系的10萬倍。

而其中包括的4個獨立的超星系團中,就有 室女座超星系團,也就是說銀河系所在的星系。

另外三個分別是九頭蛇-半人馬座超星系團,帕沃-印度河超星系團和 南方超級星系團

當然,還有很多其他巨大的宇宙結構,我們沒有描述出來,是因為它們與銀河系的 包含關系可能并不強

南極墻的發現

實際上,在過去十多年間, 夏威夷大學的科學家就一直在繪制銀河系附近的星系分布圖,而拉尼亞凱亞超星系團,就是在這個過程中被發現并描繪出來的。

而在2020年由 法國科學家丹尼爾·波馬雷德等領導的國際研究小組,利用 宇宙三維地圖,發現在拉尼亞凱亞超星系團的上方,存在一個更大的宇宙結構。

為何稱為「南極墻」

研究小組將論文發布在 《天體物理學雜志》上,將這個巨大的結構稱為 「南極墻」

從地球上看,它基本上是一個 橫跨宇宙南部邊界的帷幕,其中包含數千個星系和大量的氣體和塵埃。

之所以將其稱為墻,是因為宇宙間的星系沿著 巨大的氫鏈,一個個星系匯聚在一起形成更大的細絲組,中間包含著超大的空隙。

而其中的細絲就像構成了一堵堵 星系墻,可以綿延數億光年,而目前觀測到的「南極墻」就有 差不多14億光年

和「南極墻」一樣擁有巨大結構的還有長城、 斯隆長城和武仙-北冕座長城等。

這些像「墻」一樣的結構,共同構成了宇宙網,而們的科學家正在不斷地研究,其內部的結構和形成的過程,以此來了解宇宙是如何形成的。

而由于它在地球天區的投影上,剛好 位于南極上空,所以用「南極」命名。

目前科學家認為「南極墻」是一個 「弓」型的區域,它沿著200°的弧形延伸,一側向 鯨魚星座延伸,另一側則向Apus星座延伸。

并且還向內折疊到距離銀河系3億光年的范圍內,所以最終可以觀測到,他和夏普利超星系團匯合了。

但是研究小組表示,現在我們無法確定它的全部范圍。

「南極墻」的特別之處

「南極墻」的發現令科學家們很是震撼,因為這麼大的一個結構,竟然距離我們只有5億光年。

要知道,此前發現的斯隆長城,和它的大小差不多,但是離地球的距離卻是「南極墻」的兩倍。

所以「南極墻」當之無愧成為了 距地球6.5億光年半徑內,發現的最大結構。

但是在此之前,科學家們竟然一直沒有發現它的存在。

其實,是因為「南極墻」剛好位于銀河系的 「隱匿帶」,在那里可能還有很多天體和宇宙結構我們沒有發現。

銀河系的盤面上,分布了很多恒星和塵埃,在可見光的范圍內,它幾乎 阻礙了我們對天空中大約20%區域的觀測

那麼科學家這次是怎麼觀測到的呢?

科學家們一直用 「紅移」來確定物體的距離,就是指由于宇宙膨脹,物體從地球后退的速度,取決與它們的距離。

而這一次,研究團隊在紅移的基礎上,做了一些改進。

它們增加了對某些星系速度的測量,可以說明星系之間, 如何因為引力相互作用

這種新技術,就可以使得科學家探索到宇宙中隱藏的質量,原本這種方式更多用于研究暗物質。

不過這一次,它在發現被強光遮擋的質量時,也發揮了巨大的作用。

所以通過算法 觀察銀河系星表中的特殊運動,研究團隊才最終繪制出了銀河系「隱匿帶」部分區域和其周圍物質的三維分布。

「南極墻」的發現, 讓我們對銀河系「隱匿帶」的研究也更進一步

并且在現代宇宙學中,我們前面提到的 暗物質是宇宙的重要組成部分之一。

但是科學家對于其的了解很少,所以當科學家通過這種新的技術,觀察到「南極墻」時,可能也意味著 其中包含著大量的暗物質

那麼我們對這個巨大宇宙的研究,或許也會對暗物質有更進一步的了解。

宇宙最大的結構還有誰

當然,「南極墻」現在只能說是在一定范圍內,成為了最大的宇宙結構,但是在遙遠的宇宙環境中, 還有比它更大的結構

科學家目前對宇宙中的大結構進行排名,「南極墻」目前就排在斯隆長城的后面, 居第八位,這樣的排名似乎已經很靠前了。

而在排名中,最大的當屬武仙-北冕座長城了。

它于2013年,被美國和匈牙利的科學家團隊, 通過伽馬射線爆發觀測到

武仙-北冕座長城的最長端可能 橫跨大約100億光年,幾乎相當于可觀測宇宙半徑的20%,而另一端的長度則為72億光年。

根據觀測,它的 紅移值為1.6-2.1,和地球的距離大約100光年。

不過對于它到底是否存在,還有很大爭議,因為其他研究人員認為這種結構, 是通過某些統計測試中的偏差發現的,而沒有考慮到其他的影響。

但是就現在的宇宙大結構而言,我們確實很難對每一個結構進行確切的觀測。

就像「隱匿帶」一樣,在宇宙中可能還存在很多其他阻礙我們觀測的情況。

所以我們只有不斷的提高觀測的技術,對現有的宇宙結構進行更仔細的研究,才有機會觸摸到宇宙的邊緣,找到宇宙形成的答案。

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