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牧夫座存在一個直徑2.5億光年的巨大空洞,裏面僅有數十個星系

2024-10-21科學

當我們討論宇宙時,首先浮現在腦海中的是它的廣袤無邊。隨著科技的進步,人類對宇宙的理解越來越深入。現在我們已經認識到,地球和太陽系在浩瀚的宇宙中僅是微小的一部份,除了我們能夠直接看到的恒星之外,實際上宇宙中還有無數的恒星存在。

究竟宇宙中有多少恒星呢?目前的天文觀測告訴我們,太陽系只是銀河系中的一個不起眼的小成員,而在銀河系內部,已知的恒星數量達到了超過2000億顆,這僅僅是宇宙的一小部份。

2003年,哈伯空間望遠鏡拍攝了天爐座一個小區域的一張照片,即哈伯超深場照片,盡管這張照片覆蓋的全天區域僅為12,700,000分之一,但從中觀測到的星系就超過了一萬個。基於這些數據,天文學家估計,在我們能觀測到的宇宙中,星系的總數至少達到1萬億個,每個星系平均含有超過1000億顆恒星。

盡管宇宙中恒星眾多,但宇宙的空曠程度卻是難以想象的。

宇宙的空曠到何種程度呢?在地球上,我們用米或千米來計量距離,但在浩瀚的太空中,距離的計量單位是光年。光年是光在真空中一年內行進的距離,大約為9.46萬億千米。

據了解,太陽系的直徑大約為2光年,而離我們最近的恒星,半人馬座比鄰星,距離大約為4.22光年。

提到星系之間的距離,這些數位更是高達幾十萬甚至幾百萬光年。例如,距離我們最近的大型星系,仙女座星系,距離大約為256萬光年。在這些巨大的距離中,除了少數漂泊的天體外,幾乎沒有其他物質,可見宇宙的空曠程度。

實際上,盡管宇宙空曠,人類所在的位置相對來說還算是星系較為密集的區域。我們的地球位於銀河系中,銀河系屬於本星系群,本星系群又位於室女座超星系團,室女座超星系團屬於更大的拉尼亞凱亞超星系團。拉尼亞凱亞超星系團的直徑大約為5.2億光年,包含了大約10萬個星系。在如此龐大的範圍內,10萬個星系看似很多,但與整個宇宙比起來,這些星系的密度還是非常稀疏的。

例如,1981年天文學家在牧夫座方向發現了一個幾乎沒有星系的宇宙區域,這就是所謂的牧夫座空洞。這個空洞的直徑達到2.5億光年,距離地球約7億光年,這個區域內每千萬光年大約只有一個星系,到1997年為止,在牧夫座空洞中發現的星系不超過60個。

後來在波江座方向,天文學家又發現了一個更大的宇宙空洞,直徑達到10億光年,距地球約100億光年,星系數量極為稀少,顯示了宇宙空曠的極端例子。

關於宇宙空洞的形成原因,目前尚無定論。一些科學家推測可能與暗物質或暗能量有關,但這些假設尚未得到實證支持。希望未來的研究能夠揭開這一宇宙之謎!