看到這張圖的時候,您想到啥啦?好多人可能都會講這是在宇宙裏找到的大型星系,沒錯,可它是由無數星系湊一塊的。科學家把這個發現叫做「南極墻」,雖說它瞅著也不像堵墻,不過名字其實沒啥要緊的。
其實呀,這「墻」不是那「墻」,和南極也沒啥大關聯。這堵墻雖說離地球挺近,可一直被擋著,直到 2020 年科學家才弄清楚它大概在哪。宇宙裏咋會有墻呢?這到底是啥玩意兒?
接下來,本文會從科學家對於南極墻的解釋還有宇宙裏的其他星系墻這兩方面,給大夥講講神秘的「宇宙之墻」到底是啥。先從科學家發現的南極墻說起。
【科學家發現神秘的「南極墻」】
其實啊,在上個世紀,科學家就發覺宇宙裏有一些怪怪的結構,有的像「長城」,有的像「泡泡」,要知道這裏講的長城指的是星系墻。這回被科學家找到的星系墻在咱們南邊,這是從宇宙大尺度上說的,跟地球上的南極沒關系。
科學家覺得南極墻跨度可不小,在 7 億到 14 億光年左右,它跟地球距離還算近。可因為有星際塵埃和氣體,一直被擋著,不認真瞧根本發現不了。另外,南極墻躲在銀河系後面,從美國太空總署斯皮策空間望遠鏡拍的照片能知道,把視野拉遠些,才能看到銀河系背後居然有這麽耀眼的「巨幕」。
除了叫南極墻這個名字,依照它暗藏的特點,天文學家還把這一結構叫做「隱帶」或者南極長城。在確定了南極墻的位置後,他們就把有關的研究成果發表到了【天體物理周刊】上,論文裏還配了一段巡遊南極墻結構的影片,實實在在地把這面巨墻呈現在了咱們眼前。
得說一說,論文經查證發表以後,他們就宣稱這個南極墻被納入咱們原生的「宇宙地圖」裏了。
「真沒想到,南極墻的大小跟史隆長城一樣,和咱們的距離卻是史隆長城的 2 倍,而且它藏在南半球天空被擋住的那一塊兒,一直都沒被咱們發現。」伯梅雷德博士在一封電子郵件裏講。
好啦,這會兒南極墻被科學家發現的過程算是說明白了,那南極墻到底是啥?是咱們現實裏看到的那種嚴嚴實實、密不透風的墻嗎?
顯然不是這麽回事,南極墻其實是由幾十萬乃至上百萬個星系一塊兒構成的。這時候有人可能就會問了,那星系咋會自己在這兒連成一片呢?這正是科學家一直鉆研的問題。能形成這種大質素的結構,意味著在南極墻周邊或許有好多暗物質分布,把這些星系像串珍珠似的給串起來了。
就目前的監測情況而言,南極墻裏有好多星系,分布還挺密集的,所以南極墻的密度挺高,跟宇宙裏常見的結構相比,明顯緊湊得多。另外,就像咱們上文講的,這些星系遵循著一種特別的「分布方式」,看起來就像被一條條細絲連著,要是星系是項鏈上的寶石,那暗物質或許就是背後的絲線。
要留意,當下咱們的探測技術還沒法直接看清南極墻內星系的「真實模樣」。只能把各項數據匯總起來,才能觀察到南極墻的重力效應。但能將這片巨幕呈現出來,已經是很大的進步啦。
夏威夷大學的塔利博士稱:「南極墻特別大,就好比把一束 14 億光年長的光絲來回彎折後,硬塞進半徑 6 億光年的星雲當中。在這麽小的地方,幾乎沒法容納任何更大的構造。」
除了南極墻,宇宙裏還有好多各種各樣的「星系墻」,它們的構造和龐大的規模一次次地顛覆了人們的認識。下面咱們就瞅瞅,宇宙中到底還有哪些「星系墻」或者「星系長城」。
【宇宙中的其他「星系墻」】
在聊起這些宇宙裏的大塊頭之前,大家得先把自己的眼界擡高些。說白了,別認為太陽系大,就連覺得銀河系大這種想法也別再有。因為接下來要講的這些大家夥,它們的個頭會顛覆咱們的認知,讓咱們明白啥叫「星系外頭有星系團,星系團外頭還有星系墻」。
首先朝咱們走來的這位代表,或者說是叫長城,它是由好多超星系團組成的。它的形狀被認為跟中國長城特別像,叫 CfA2 長城。這個結構大概長 5 億光年,可它準確的長度到現在都還不清楚呢。就跟科學家觀測南極墻受到阻礙似的,這個結構也因為各種塵埃和星際氣體,讓人沒法確定是不是已經都觀測清楚了。
其次要說的是史隆長城,這是科學家在 2003 年整理史隆數碼巡天的數據時找到的。史隆長城的樣子更像咱們上文提到的「絲狀墜連」,從外表看,它更像是個巨大的觸手,或者說像有著無數條觸須的水母。
最後要說的是當下沒法形容的,被叫做宇宙最大結構的武仙 - 北冕座長城。之所以叫這個名,是由於它處於武仙座和北冕座中間,能測到它純屬巧合。科學家覺得這一長城跨度或許超過 100 億光年,大家想想,這差不多是南極墻的七八倍呢。
要是把銀河系擺在這座長城跟前,估計就只剩一個小小的光點啦。反正,宇宙裏這種大質素結構一出現,就讓我們對宇宙「範圍」的認識一次次被更新,好多科學家還覺得這種大尺度結構的形成也許有某種「進階」的機制。進階以後,其中的維度可能有了巨大變化,這情況人類現在根本沒法想象。
雖說當下我們沒法確定這些龐大結構是咋形成的,不過科學家倒是提出了好幾種猜測。也就是說,咱們還是覺得宇宙裏的「萬物」形成都有必然規律,就算是大尺度結構也不例外。
【大尺度結構成因的猜想】
第一,特別關鍵的一點是前面講過的暗物質。這暗物質應該是宇宙大爆炸那會兒出現的,咱雖然看不見它,可它確實在宇宙裏到處都有。
所以呢,大尺度結構能表現得這麽「穩固」,那肯定是有「骨架」來約束的。就比如說,要是你的身體沒了骨頭,你想想你會成啥樣?像星系、星系團或者南極墻這類結構,也是得有骨架撐著才能存在的。
第二呢,是「巨引源」的存在。這屬於一種猜測,畢竟大家都知道,星系能聚集起來是靠重力吸引的,能把這麽多星系聚到一起,那就說明背後肯定有某種巨大的重力。或許是個大質素黑洞,或許是人類還沒發現的別的啥。
第三,科學家覺得大尺度結構的形成時間可長了。就像宇宙大爆炸那會,好多氣體湊一塊形成了星系,接著星系之間互相拉扯又弄出了星系團,這星系團在後續的演變裏還接著「升級」。
好比咱們玩遊戲時角色積累經驗來通關,大尺度結構也是這麽一步步發展的,不過沒法確定它們以後會不會繼續變大。
反正啊,科學家覺得把宇宙大尺度結構的謎團解開,對咱們去探索暗物質還有宇宙誕生的過往特別重要,因此以後在這個領域還會接著搞研究。