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哪些是你所不知道的宇宙的大尺度结构?

发布时间: 2019-06-01 15:26:39来源:

哪些是你所不知道的宇宙的大尺度结构?

哪些是你所不知道的宇宙的大尺度结构?
左图为钱德拉 X 线空间望远镜拍摄的阿贝尔 85 星系团。右图是 9 亿年、32 亿年和 137 亿年(今天)时宇宙结构的生长变化。- 钱德拉 X 线空间望远镜


宇宙的大尺度结构是由巨洞和纤维状结构构成的,而后者又可依次分解为超星系团、星系团、星系群和星系。在相对较小的尺度上,我们知道星系是由恒星及其臣民构成的,而太阳系就是其中之一。


通过这样的层次结构划分,我们可以对每一个宇宙要素在宇宙中所扮演的角色,以及它们在宇宙中的行为有清晰的形象化理解。这就像我们观察微观世界,分子可以分解为原子;原子可以分解为质子、电子和中子;质子和中子又可分解为夸克,等等。


但是在非常大的尺度上,宇宙是怎样的呢?宇宙的大尺度结构是什么?超星系团、纤维状结构和空洞究竟是什么?让我们从星系群开始了解,逐渐把目光投向更大的结构。


虽然有些星系离群索居,但是大部分还是被星系群和星系团束缚在一起。星系群相对较小,通常由 50 个以下的星系构成,直径可达 600 万光年。银河系所在的星系群成员实际上只有 40 个。


一般来说,星系团是由 50 到 1000 个星系构成的,直径可达 200万至 1000 万个秒差(1 秒差 = 3.26 光年)。星系团有一个极为异常的特征,其成员星系的运动速度总是太快,仅靠引力根本无法把它们束缚在一起……但实际上它们却并没有因此分崩离析。


暗物质理论由此开始。据信是暗物质提供的额外引力,使它们能够聚集在一起。


大量的星系群、星系团和星系所构成的,是一个更大的结构——超星系团。超星系团是我们在宇宙中发现的最大结构之一。



斯隆巨壁(左下方)。- 维基百科


经人类确认的最大单一结构是所谓的“斯隆巨壁(斯隆长城,Sloan Great Wall)”,这是一大片长约 5 亿光年的星系。它的宽度为 2 亿光年,但厚度只有 1500 万光年。


哪些是你所不知道的宇宙的大尺度结构?
大尺度宇宙结构中光的分布。- 维基百科


在现今设备观测能力的极限上,我们所能看到的最高级别宇宙结构有两种形式。一种是线状的,被称为纤维状结构,它们由孤立星系、星系群、星系团和超星系团构成。遍布在这些纤维状结构之间的,则是被称为巨洞的巨大气泡状空间。


(作者:John Carl Villanueva 译:老孙 来源:星空天文网)

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