橫跨14億光年的距離,天文學界發現南極墻,是宇宙最大結構?

目前的宇宙學模型認為,可觀測宇宙是一個以地球為中心,半徑465億光年的球形時空,其內擁有至少2萬億個星系。

銀河系位于本星系群和本星系團內,而本星系團位于室女座超星系團內,至于室女座超新星團,則位于更大規模的拉尼亞凱亞超星系團內,在這個外表形似羽毛的超級天體系統里,銀河系不過是一粒沙子而已。

但拉尼亞凱亞就是最大的宇宙結構了嗎?

答案是否定的

在過去10年里,夏威夷大學的天文研究團隊一直在繪制銀河系附近星系的分布圖,拉尼亞凱亞超星系團就是在這個過程中被逐漸揭開真面目的,但最大的收獲其實并不是拉尼亞凱亞,而是位于其上方的另一個超級結構 「南極墻」

這個超級結構之所以被稱為南極墻,是因為它在地球天區的投影剛好位于南極上空,而從計算機繪制的模擬圖來看,這堵形似手臂一樣的超級星系團正在懷抱著拉尼亞凱亞超星系團,同時也懷抱著整個銀河系。

這個橫跨14億光年的超級結構,投射在南極區域的長度是5億光年, 沿著200度的弧形延伸,它還向內折疊到距離銀河系3億光年的范圍內,最終與可觀測宇宙中的夏普利超星系團匯合,直徑5億光年容納10萬個星系的拉尼亞凱亞超星系團,在南極墻面前還是顯得有點小了。

然而南極墻也不是目前發現的最大規模的宇宙結構,目前排名第一的是一個被稱為 「史隆長城」的宇宙結構。

但在介紹它之前,我們首先得明白什麼是「宇宙長城」

眾所周知,宇宙中的星系會組成星系群,星系群會組成星系團,星系團會組成超星系團,一般的超星系團的直徑都在數億光年左右。

宇宙學家們發現,如果將視野從數億光年擴大到數十億光年或者數百億光年的話,原本看似香湖獨立的超星系團們就會呈現出纖維網結構, 而一條條由星系們組成的纖維就被稱為「宇宙長城」,這些纖維網之間被暗物質和暗能量填滿的區域則被稱為 「宇宙空洞」

目前發現的最長最粗的纖維,就是被稱為「史隆長城」的超級結構,它位于距離地球10億光年的宇宙深處,自身的長度達到了13.7億光年,對于半徑僅465億光年的可觀測宇宙來說,長達13.7億光年的巨型纖維結構,已經算是可觀測宇宙的重要組成部分之一了。

如果再考慮到史隆長城用自身引力影響的周圍數百億光年的時空區域的話,它其實掌控著可觀測宇宙內相當一部分天體系統,至少我們的銀河系和拉尼亞凱亞超星系團都在受到史隆長城的影響,未來宇宙的演化也會受到它的影響。

那麼宇宙未來會如何演化呢?

如果目前暗物質和暗能量的占比估算沒錯,那麼我們的宇宙其實將在永恒的加速膨脹中消亡,因為組成星系和星球以及人類自己的普通物質,只占了宇宙質能總量的 4.9%,剩下的占比 26.5%的暗物質和占比 68.3%的暗能量才是宇宙的主流。

而暗物質讓星系不至于分崩離析,暗能量讓宇宙始終加速膨脹,所以在暗能量占比近7成的情況下, 宇宙時空的膨脹速度只會越來越快,并且膨脹力的作用范圍也會從目前的百萬光年級別逐漸下降,也就是從撕裂超星系團到撕裂星系團,然后星系群,再然后是單個星系。

最極端的情況下,當宇宙膨脹的速度達到一個臨界點后,整個宇宙中的所有原子都會受到這種力量的拉扯而被撕碎,也就是包括人類在內的,宇宙中所有由普通物質構成的物體,都將在大撕裂中不復存在。

至于上面提到的南極墻和史隆長城以及拉尼亞凱亞超星系團,則會是第一批被宇宙膨脹之力撕碎的天體結構, 因為它們自身的質量和體積都太大了,宇宙膨脹的力量會最先作用到它們身上,反而是銀河系和太陽系這種小角色活的更長一些。

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