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宇宙暗流:一个比「巨引源」更夸张的神秘现象

2024-08-05科学

鉴于宇宙的膨胀,从宏观层面来看,星系与星系之间均相互远离,且距离越远的星系,彼此远离的速率越快,天文学家把此种运动称作「哈勃流」(Hubble Flow)。而除开「哈勃流」所产生的影响,宇宙中的星系还存在其他运动,此运动被命名为「本动」(Peculiar Motion)。

鉴于星系的「本动」存在差异,理论上,倘若对多个星系进行一次观测,那么所观测到的这些星系的「本动」理应是纷乱无序的,且观测的星系数量越多,其纷乱程度也就越大。

然而在 1986 年,天文学家观测到一个神秘现象:诸多星系(包含我们的银河系)的「本动」并非毫无规律,其「本动」方向均指向距离我们 1.5 亿至 2.5 亿光年、处于半人马座与长蛇座方向的一处位置。

换言之,若不考量宇宙膨胀,这些星系均朝着此位置移动,鉴于在宇宙内仅有引力能够产生这般宏观的作用,天文学家遂将其命名为「巨引源」(Great Attractor)。

起初,「巨引源」的现身令天文学家深感困惑,缘由是「巨引源」的引力致使其周遭数亿光年的星系均朝其趋近。要形成这般强烈的引力,需具备约为银河系一万倍的质量,然而位于「巨引源」之处的「矩尺座星系团」,其质量全然未达此等水准。

经大量研究,天文学家作出解释:「巨引源」所在位置恰为「拉尼亚凯亚超星系团」的质心,在此情形下,处于其「后方」的「夏普力超星系团」(Shapley Supercluster)为「巨引源」增添了额外引力。

尽管此说法并非尽善尽美,但在某种程度上能够阐释「巨引源」的形成机理。然而,至 2008 年,新的状况产生,该年度内,天文学家于更大尺度上,察觉到一种比「巨引源」更为显著的神秘现象:宇宙暗流(Cosmic Dark Flow)。

此项发现由天文学家亚历山大·卡西林斯基(Alexander Kashlinsky)的研究团队得出。该团队对威尔金森微波各向异性探测器(WMAP)所传回的观测数据加以分析后,察觉到众多星系团(需注意,是「星系团」而非「星系」)的「本动」方向均指向半人马座与船帆座之间的某一位置。

(图中彩色椭圆示意星系团的「本动」情况,颜色越红的区域表明速度越快)

换言之,若不计宇宙膨胀因素,这些星系团均朝同一方位移动。此种情形仿若有一种力量使众多星系团汇集成一条川流,进而推动它们向远处行进,正因如此,天文学家将其称作「宇宙暗流」。

据估算,这些「宇宙暗流」起码横跨了约25亿光年的区域,其规模比「巨引源」更为宏大。在后续的研究进程中,卡西林斯基研究团队依据普朗克太空望远镜所传回的观测资料,把此范围拓展至30亿光年。

或许有人觉得,我们能够如阐释「巨引源」那般阐释「宇宙暗流」,然而事实并非如此,毕竟在整个可观测宇宙范围内,我们全然无法找到能产生充足引力以驱动这般大规模星系团运动的任何机制。

故而针对「宇宙暗流」这一神秘现象,当前天文学家仅能作出一些假定。一种普遍的看法是,在可观测宇宙的范围之外,由于某种偶然因素致使大量物质聚集,进而形成了强大的引力。

亦有看法提出,依 M 理论推断,于更高维度里,或许存有其他平行宇宙,鉴于引力不受维度束缚,故而若某平行宇宙于高维度中距我们过近,其引力会在我们的宇宙致使「宇宙暗流」出现。