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牧夫座存在一个直径2.5亿光年的巨大空洞,里面仅有数十个星系

2024-10-21科学

当我们讨论宇宙时,首先浮现在脑海中的是它的广袤无边。随着科技的进步,人类对宇宙的理解越来越深入。现在我们已经认识到,地球和太阳系在浩瀚的宇宙中仅是微小的一部分,除了我们能够直接看到的恒星之外,实际上宇宙中还有无数的恒星存在。

究竟宇宙中有多少恒星呢?目前的天文观测告诉我们,太阳系只是银河系中的一个不起眼的小成员,而在银河系内部,已知的恒星数量达到了超过2000亿颗,这仅仅是宇宙的一小部分。

2003年,哈勃空间望远镜拍摄了天炉座一个小区域的一张照片,即哈勃超深场照片,尽管这张照片覆盖的全天区域仅为12,700,000分之一,但从中观测到的星系就超过了一万个。基于这些数据,天文学家估计,在我们能观测到的宇宙中,星系的总数至少达到1万亿个,每个星系平均含有超过1000亿颗恒星。

尽管宇宙中恒星众多,但宇宙的空旷程度却是难以想象的。

宇宙的空旷到何种程度呢?在地球上,我们用米或千米来计量距离,但在浩瀚的太空中,距离的计量单位是光年。光年是光在真空中一年内行进的距离,大约为9.46万亿千米。

据了解,太阳系的直径大约为2光年,而离我们最近的恒星,半人马座比邻星,距离大约为4.22光年。

提到星系之间的距离,这些数字更是高达几十万甚至几百万光年。例如,距离我们最近的大型星系,仙女座星系,距离大约为256万光年。在这些巨大的距离中,除了少数漂泊的天体外,几乎没有其他物质,可见宇宙的空旷程度。

实际上,尽管宇宙空旷,人类所在的位置相对来说还算是星系较为密集的区域。我们的地球位于银河系中,银河系属于本星系群,本星系群又位于室女座超星系团,室女座超星系团属于更大的拉尼亚凯亚超星系团。拉尼亚凯亚超星系团的直径大约为5.2亿光年,包含了大约10万个星系。在如此庞大的范围内,10万个星系看似很多,但与整个宇宙比起来,这些星系的密度还是非常稀疏的。

例如,1981年天文学家在牧夫座方向发现了一个几乎没有星系的宇宙区域,这就是所谓的牧夫座空洞。这个空洞的直径达到2.5亿光年,距离地球约7亿光年,这个区域内每千万光年大约只有一个星系,到1997年为止,在牧夫座空洞中发现的星系不超过60个。

后来在波江座方向,天文学家又发现了一个更大的宇宙空洞,直径达到10亿光年,距地球约100亿光年,星系数量极为稀少,显示了宇宙空旷的极端例子。

关于宇宙空洞的形成原因,目前尚无定论。一些科学家推测可能与暗物质或暗能量有关,但这些假设尚未得到实证支持。希望未来的研究能够揭开这一宇宙之谜!