在不明力量推動下,銀河系正朝一個未知目的地飛奔

[[[[大尺度]]]]宇宙像是一個蜘蛛網,但是從另外一個角度來看,也像是一團擠在一起的肥皂泡。銀河系之大已經遠遠超出了我們的常識,而銀河系在[[[[大尺度]]]]宇宙中卻依然如一粒微塵。

距離銀河系最近的星系是人見人愛的仙女座星系,它距離我們約250萬光年。而在距離我們大約300萬光年的地方還有一個默默無聞的三角座星系。這兩個星系,連同銀河系,以及附近的一些矮星系,組成了一個小規模的星系集團,被稱為「本星系群(Local Group)」。「本」的意思是「本地」,也可以理解為附近。但這個「本地」是建立在宇宙學尺度上的,以百萬光年為單位度量。

宇宙中有許多星系集團。距離「本星系群」最近的星系集團叫「室女座星系團(Virgo Cluster)」。之所以叫「星系團(Cluster)」而不叫「星系群(Group)」,是因為它的規模更大,包含一千多個星系。「室女座星系團」距離我們約6000萬光年。

「本星系群」及附近其他星系群并不隸屬于「室女座星系團」,而是與「室女座星系團」一起,共同隸屬于一個更大的星系集團——「室女座超星系團(Virgo Supercluster)」。

室女座星系團。ESO / Digitized Sky Survey 2

嚴格說來,「星系群」和「星系團」都是真正意義上的天體結構——因為它們內部的星系,互相之間都是有引力束縛關系的;但「超星系團」就不一樣了——它們只是一種尺度更大的星系集團的語言表述,至今沒有一個明確的定義。它們內部的星系相互之間未必有引力束縛關系。

正因如此,我們在這個尺度上對天體結構的劃分就只能依照「觀感」來進行。循著這種「觀感」,我們發現「室女座超星系團」隸屬于一個更大的結構——它是「拉尼亞凱亞超星系團(Laniakea Supercluster)」的一個分支。

很多超星系團都與「拉尼亞凱亞超星系團」相連,比如「沙普利超星系團(Shapley Supercluster)」、「赫拉克勒斯超星系團(Hercules Supercluster)」和「孔雀-印第安超星系團(Pavo-Indus Supercluster)」等。這些超星系團都非常龐大,每一個都綿延數億光年。

拉尼亞凱亞超星系團主體部分。Andrew Z. Colvin / Wikipedia

如果把[[[[大尺度]]]]宇宙比作一個擠滿了肥皂泡的浴缸,那麼超星系團就是肥皂泡的膜,它們把一個個肥皂泡連接在一起——但這些肥皂泡的內部卻是空的。這些宇宙肥皂泡的空腔被稱為「宇宙空洞(Cosmic Void)」。

「宇宙空洞」的內部是星系的荒漠——當然也不是一無所有,但是星系的數量極少,如同沙海中的綠洲一樣罕見。許多空洞有名字,比如「玉夫座空洞(Sculptor Void)」、「大犬座空洞(Canis Major Void)」和「牧夫座空洞(Boötes Void)」等。其中最大的一些直徑可達3億光年。充斥這3億光年的,是滿滿的「虛無」。

要想弄明白我們在這樣的[[[[大尺度]]]]宇宙中的位置,并不是一件容易的事。銀河系內充斥著各種塵埃,它們遮擋了我們的視線。宇宙學家只有使用各種非常規手段,比如在紅外線或射電波波段上觀測,才能看清楚它們背后有什麼。

宇宙學家艱難地發現,我們的銀河系,連同它「附近」的所有星系,都在朝著與「拉尼亞凱亞超星系團」距離最近的「沙普利超星系團」方向的一個未知目的地運動。但是根據觀測,「沙普利超星系團」的質量(包括它含有的「暗物質」)不足以把銀河系拉動到現在的速度。必然有額外的力量,要麼在前方幫助「沙普利超星系團」,要麼在相反的方向推動我們。

而這究竟是一種什麼樣的力量,它究竟來自何方,迄今依然眾說紛紜。

有人認為,在銀河系與「沙普利超星系團」相對的另外一側,存在著一個未知的宇宙空洞,甚至可能是一個「超級空洞」。它的存在,產生了一種所謂的「偶極排斥(Dipole Repeller)」效應,將銀河系推向了相反的方向。

所謂「偶極排斥」效應,指的是假如星系處在一個巨大的空洞附近,那麼由于它唯獨缺少空洞所在方向的引力拉動,就會傾向于向著遠離空洞的方向運動,就好像空洞在推動星系一樣。但事實上,空洞什麼也沒干。但這只是諸多觀點之一,究竟這種推動銀河系的神秘力量來自何方,依然是個謎。

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