长达100亿光年,这个超级结构的发现,彻底改变了宇宙学(100亿光年以上是什么意思)

长达100亿光年,这个超级结构的发现,彻底改变了宇宙学(100亿光年以上是什么意思)

这是可观测宇宙里最大的结构,“武仙座-北冕座长城”。

它不只是个超巨大的星系团,还是一个长达一百亿光年、宽七十二亿光年、厚度也有十亿光年的庞大结构体。

要是把这个规模跟整个可观测宇宙来相比的话,这座长城的直径就已经占了可观测宇宙的十分之一。

这么一个巨型构造,彻底打破我们一直以来对宇宙的认知与想象。

因为在此之前的科学家一直认为,宇宙在大尺度上应该是均匀而且各向同性的,换句话说,宇宙中的物质应该平均分布,不管你从哪个方向看,都应该会看到类似的结构。

现在的宇宙模拟,也都是根据这个前提来进行计算的。

模拟的结果可以呈现出,在宇宙的超大尺度下,物质是如何分布的样貌。

在超级计算机的模型图中,星系、恒星,还有其他天体,看起来像是错综复杂的巨大蜘蛛网一样。

而构成这些蜘蛛网线条的一条条丝线,其实就是一个个超星系团。

不过,当模拟的尺度越来越大的时候,这些物质的分布会变得越来越均匀、越来越平均。

照这种推论来看,像宇宙长城这样超过好几亿光年的庞大结构,其实根本不该存在。

然而,武仙座-北冕座长城,却真真实实地存在于我们的宇宙中!

为了让大家更具体地想象“一百亿光年”到底有多惊人,我们来简单算一下,看看这个大长城会呈现出多大的视觉角度。

换句话说,如果这座大长城够明亮到能被肉眼看见,那么从地球望出去,它会以什么样的角度出现在我们眼前呢?

在这里,我们先假设长城的长度是 100 亿光年,而且它的距离也正好是 100 亿光年远。

在这种情况下,如果我们真的能用肉眼看到这个庞然大物,它大概会横跨天空的三分之一那么大。

那么问题来了,这个“100 亿×72 亿×10 亿光年”的庞然大物,是从哪里推算出来的呢?

伽马射线暴:来自宇宙深处的证据

目前唯一能确认它存在的方式,就是透过“伽马射线暴”这种现象。

所谓伽马射线暴,是当大质量恒星走到生命尽头,或者两颗中子星发生猛烈碰撞时所产生的剧烈爆发。

不论是哪一种情况,都会在宇宙中产生出相对论性喷流,并伴随着强烈的伽马射线释放。

在天文学里,这种“喷流”指的是从黑洞、中子星或类星体等天体中心,沿着它们自转轴高速喷出的物质流。

而这些高速喷出的物质,有时甚至会以接近光速的速度在太空中移动,非常惊人。

根据宇宙学原理的假设,星星应该平均分布在整个宇宙当中,那它们的墓地,也就是伽马射线暴,也应该同样地平均出现才对。

但后来当科学家开始测量这些伽马射线暴与我们之间的距离时,却发现这种现象在天空北方的某个区域异常密集。

也正是这个发现,让他们推论出,在那个区域内可能存在一个巨大的结构,也就是所谓的“武仙座、北冕座长城”。

不过,像这么巨大到难以置信的天体,目前我们也只能靠这些间接现象来推测它的存在。

当天文学家在分析伽马射线暴的时候,他们主要是依赖望远镜观测所搜集到的资料样本。

但就跟所有研究一样,这些观测结果本身的规模与范围,总是有一定的限制。

假如我们认为,在够大的尺度下,宇宙中的物质应该是平均分布的,那理论上来说,伽马射线暴也应该遍布整个宇宙才对。

然而实际上,事情并没有这么理想。

举例来说,如果伽马射线暴的发生天体刚好集中在像是银河附近,或黑洞吸积盘周边这些特定区域,那么望远镜就有可能在这些地方侦测到较多爆发。

如此一来,就可能产生一种错觉,让人以为这些爆发分布得很不均匀,进而推论出像“武仙座、北冕座长城”这样的结构存在。

也有可能,只是我们还没仔细观测其他区域,那些地方其实也有伽马射线暴,只是我们还没发现或侦测到而已。

另外,也有许多区域根本还没被望远镜覆盖,整个宇宙的观测并不是完全平均的。

所以,这很可能只是一种偶然,刚好在某个区域做了比较细的观测,就让我们误以为那边有异常。

这种情况下,就很容易产生所谓的“统计误差”。

换句话说,我们可能只是刚好看到某个现象集中出现在某个地方,却没把整体状况纳入考量。

因此,伽马射线暴相关的资料,也就需要更谨慎地重新进行深入分析。

过去我们认为,武仙座、北冕座长城的红移范围大约落在1.6到2.1之间,不过根据这次新研究的结果,组成该结构的伽马射线暴聚落,红移范围可能更广,这样一来,就代表这个结构不但更庞大,位置甚至也比之前想象的还要更接近地球。

换句话说,原本大家想证明它“没有那么大”,结果反而发现它比预期还大得多。

这几乎可以说是对现有宇宙模型狠狠来了一记重击。

或许,我们真的得重新检视,自己对宇宙结构的基本理解是不是出了什么问题。

而这项发现,可能也只是我们迈向更深入了解宇宙本质的第一步而已。

根据目前的宇宙模型推测,整个宇宙的规模很有可能远远超过我们现在所能观测到的范围,也就是半径 465 亿光年、直径 930 亿光年的这个宇宙泡泡。

而像暴胀理论、或是多重宇宙这些基于宇宙方程式的理论中,有些甚至认为整个宇宙的实际大小,可能是观测宇宙的 1 千万倍。

这样一来,宇宙的整体规模将会达到惊人的 100 京光年,完全超乎我们的直觉。

要是真的有这么大,那么所谓的“宇宙长城”看起来可能就没那么夸张了。

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