宇宙那可是个特别广阔又复杂的所在，有着数不清的星系以及其他各种天体。
在最大的尺度上，星系并非是随意分布的，而是会形成像细丝、星团以及超星团这样的大尺度结构。
弄清楚这些结构是怎么形成以及如何演变的，这在天体物理学和宇宙学的研究里是一个主要的课题。
【星系形成】
星系的形成是个挺复杂还持续着的过程，现在还没彻底弄明白。按照当下流行的那种叫层次模型的理论来说，星系是在合并和吸积的过程中形成的。
在宇宙里，最先形成的结构是那种小小的、密度很高的物质区域，也就是暗物质晕。随着时间慢慢过去，这些暗物质晕因为积累了更多物质而变大，最后变得能允许星系形成那么大。
星系本身包含两个主要的东西：恒星和气体，这星系里的气体主要是氢和氦，也有一点点其他元素。
据说，星系里的气体一开始特别热，慢慢地随着时间冷却下来，最后浓到能形成恒星了。
恒星的形成过程很复杂，目前还没完全搞明白。
恒星是通过气体和尘埃云的坍缩产生的，这或许是因为多种物理过程才出现的，像超新星的冲击波或者云自身的引力坍缩。
云在坍塌之后，变得越发致密且越来越热，最终达到能触发核聚变的温度与压力，这样就给恒星提供了动力。
星系的形成过程跟暗物质的特性联系紧密，暗物质据说是宇宙里大部分物质的构成成分。
暗物质用望远镜和其他仪器都看不到，不过能从它对可见物质产生的引力作用来推断它是存在的。
在星系形成的层次模式里，宇宙最初形成的结构是暗物质的小团块，最终因为更多物质的积累形成了星系所在的大暗物质晕。
暗物质在宇宙里的分布，被觉得是导致所观察到的那些大尺度结构的因素，像细丝和星团之类的。
随着暗物质晕靠着吸积更多物质而变大，它们跟别的晕融合，构成更大的结构。这些结构的分布并非随意，而是弄出了一个网状的样子，细丝把星系团和超星系团给连起来了。
【宇宙的大尺度结构】
宇宙的大尺度结构特别迷人，也特别复杂，还有好多没解决的问题和正在研究的领域呢。其中大型结构特别显眼的特征就是所说的宇宙网，这是由相互连着的细丝和空隙构成的。
宇宙网据说是因为物质的引力坍缩才形成的，最初的种子结构是在大爆炸没多久的时候出现的小块暗物质。
随着这些团块因为积累更多物质而变大，它们最后在自身引力影响下垮塌，造就了第一个暗物质晕，接着这些光晕跟其他光晕合并，构成更大的结构，最终促使宇宙网得以形成。
宇宙网的细丝据说是由暗物质、气体还有星系构成的，而空隙属于比较空旷的地带，星系特别少。这些细丝不是一样均匀的，而是有着一连串的密度，最大的星系往往出现在好多条细丝交汇的地方。
星系巡天是研究宇宙大尺度结构的重要手段之一，能对星系在三维空间里的分布情况进行测量。
就算只测量数千个甚至几百万个星系，天文学家也能构建出宇宙的大尺度结构图形，把细丝、星团还有空洞的位置给揭示出来。
其中有个调查叫斯隆数字巡天（SDSS），这调查已经给超过一百万个星系绘制了地图，属于到现在为止规模最大、最为全面的星系调查当中的一个。
研究宇宙大尺度结构的还有一项重要手段是数值模拟，这种模拟借助计算机模型去模拟宇宙结构的增大过程，是从大爆炸刚结束不久的初始状况开始的。
天文学家通过运行这些模拟，再把它们和观测结果作比较，就能对宇宙网形成的各类理论模型进行测试。
【主要挑战】
研究宇宙大尺度结构存在的一个主要难题就是很难直接观测到暗物质，要知道暗物质在大家看来可是构成了宇宙中大部分的物质呢。
反过来，天文学家得依靠间接的办法来推测暗物质是存在的，像引力透镜效应这类的。
这种情况会在大质量物体的引力让附近路过的光的路径变弯时出现，天文学家通过测量遥远星系的引力透镜，就能画出宇宙里暗物质的分布图谱。
宇宙大尺度结构还有个重要的部分，就是所谓的重子声学振荡（BAO）。重子就是组成恒星、行星还有人类的普通物质，据说在大爆炸没多久的时候，它们均匀地分布在整个宇宙里。
不过呢，因为宇宙在膨胀，重子密度稍微高一些的区域最后会被自身引力弄塌，从而变成星系以及其他的结构。
重子在宇宙里的分布被印在了宇宙微波背景辐射（CMB）上，这可是宇宙大爆炸留下来的余辉，从天空的每个方向都能看到。
CMB 特别均匀，其温度和密度那点微小的波动把早期宇宙里物质的分布给揭示出来了。凭借测量 CMB 的特性，天文学家能够推断出早期宇宙中重子的分布情况，还能预测宇宙大尺度结构中应当存在的 BAOs 模式。
测量 BAOs 的尺度，天文学家就能推断出宇宙在过往不同阶段的膨胀率，借此来检验各类宇宙学模型。
【结论】
反正，星系的形成以及宇宙的大尺度结构，在天体物理学跟宇宙学里是最吸引人也是最复杂的两个课题。
虽说近几十年来进步不小，可还有好多问题没解决呢，像暗物质到底啥性质，星系形成的准确机制是啥。
即便有这些挑战，天文学家还是不停地有新发现，不断增进我们对宇宙的认识。
由于詹姆斯·韦伯太空望远镜还有大型天气观测望远镜等新的望远镜以及巡天装置的现身，咱们在接下来的几年里有望做出更让人兴奋的发现。
知晓宇宙的大尺度构造，不光对解答有关宇宙的根本问题意义重大，对实际运用也相当重要。
比如说，弄清楚星系和星团的分布情况，能让咱们更明白宇宙的演变，还有掌控星系形成与演变的那些物理过程。
这些知识能让咱们更清楚恒星、行星的形成与演化，就连生命本身是怎么来的也能知晓。
另外，弄明白宇宙的大尺度结构，能让咱们更清楚暗物质的特性，要知道暗物质可是被看成宇宙的关键构成部分。
研究暗物质的分布，能让咱们更多知晓它的特性，说不定还能找到能解释暗物质神秘本质的新粒子呢。
【宇宙的起源和演化】
另外，搞清楚宇宙的大尺度结构对于宇宙学相当重要，要知道宇宙学是专门研究整个宇宙起源和演变的一门学科。
宇宙学想要弄清楚像宇宙最终会咋样、早期宇宙啥样以及宇宙微波背景辐射是咋来的这类问题。
近些年来，大家对于借助引力波去探究宇宙的大尺度结构，兴致是越来越高了。
引力波是大质量的物体，像黑洞和中子星运动时在时空结构里弄出来的涟漪。靠着研究这些物体弄出的引力波，天文学家能更清楚宇宙的结构跟组成。
反正，关于星系形成以及宇宙大尺度结构的研究是既复杂又迷人的，一直在有新的发现和看法出现。
虽说还有好多东西得去学，可近几十年获得的进展相当明显，这个让人兴奋还发展很快的领域，未来看着充满希望。
在咱们不断探索宇宙、揭开其秘密的过程中，往后的日子里肯定能有更多让人兴奋的发现与见解。
【先进的计算技术和模拟】
一个能特别有助于咱们搞清楚星系形成以及宇宙大尺度结构的研究方向，是运用先进的计算手段和模拟。
这些模拟依靠复杂的算法以及计算机模型，去模拟星系与宇宙网的形成及演化，这样一来，天文学家就可以细致地研究这些过程，还能对各种理论模型进行测试。
一个模拟的例子是插图模拟，这是由全球各地的一组天文学家借助世界上最强的超级计算机弄出来的。
插图对从大爆炸没多久一直到当下星系和宇宙网的形成及演化进行了模拟追踪，得出了跟观测结果极为匹配的详细图像和数据。
另外一个很有发展前景的研究方向是通过大尺度的星系巡天去探究宇宙的大尺度结构。
像 SDSS 以及维格莱兹这类调查，弄出了好多数据，也让我们对星系还有宇宙网络的分布以及特性有了不少认识。
除了这些老套的观测与计算办法之外，好多创新的新法子正在被开发出来，用于对宇宙大尺度结构的研究。
比如说，天文学家正在钻研开发有关宇宙微波背景辐射的新办法，这可是了解早期宇宙以及宇宙大尺度结构的重要信息源头之一。
一种让人兴奋的新办法，是运用多波长观测，把来自多个望远镜以及仪器的数据整合起来，对同一天空区域在不同波长光下的情况展开研究。
这让天文学家可以在各种深度和分辨率当中细致地研究同一个物体或者区域，进而为星系以及宇宙网的特性与结构带来新的认识。
另外一种很有希望的办法包含运用机器学习以及人工智能的技术，去剖析大型的数据集合，从而获得新的发现。
比如说，天文学家现在正借助机器学习算法去辨认新的星系，还依照它们的特点给这些星系分类，这样一来，他们就能更细致地探究宇宙的大尺度结构了。
反正呢，对于星系形成以及宇宙大尺度结构的研究是个既复杂又让人兴奋的范畴，不停地有新的看法和发现冒出来。
借助传统的观测与计算手段，再加上创新的新办法，天文学家在我们对于宇宙及其起源的认识方面正在迅速向前推进。
当咱们不停地去突破天文学还有宇宙学可能性的边界时，能够盼着在往后的日子里有更多让人兴奋的发现与认识。
该领域的研究人员想要弄明白的关键问题当中有一个，那就是宇宙的大尺度结构是怎样随着时间逐步形成和变化的。
当下宇宙大尺度结构的主要模型叫兰布达-CDM 模型，这个模型显示宇宙主要是由暗物质和暗能量把控着，普通物质在总质量和能量里就占一小部分。
按照兰布达-CDM 模型来看，宇宙的大尺度结构是借助叫做层次聚类的过程得以形成的。
这一过程跟物质的引力有关，使得物质密度的小起伏随着时间慢慢变成越来越大的构造，最后造就了我们如今看到的星系和星团所组成的宇宙网。
总的来讲，关于星系形成以及宇宙大尺度结构的研究特别吸引人，发展也很快，还会时常有新的发现和看法冒出来。
由于新仪器、新技术不断发展，再加上我们对宇宙的了解越来越多，天文学家肯定会有新的发现和认识。
这能帮着弄清楚一些有关宇宙的最为基础的问题，像星系咋来的、咋演变的，宇宙网咋形成的，还有宇宙最终会咋样。
