2021年,美國一個科學網站報道了一個出現在宇宙中的神奇現象,有個巨大的星系聚合體呈新月型,跨越了33億光年,是人類已知的最大天體結構之一。
發現巨大的星系聚合體的媒體報道
這個星體被稱為巨弧, 由眾多的星系、星系群,還有氣體、塵埃組成,離地球大概有92億光年。別看它離我們這麼遠,但它太大了,是人類能觀測到的宇宙范圍半徑的十五分之一。
巨弧是英國中央蘭開夏大學的天文研究者亞歷克西婭.洛佩斯偶然間發現的,她本來是想測繪宇宙中12萬個類星體的天象圖,結果不小心發現了一個奇特的巨型結構,令她難以置信。
灰色輪廓代表Mg II吸收體,表示星系和星系團的分布,藍點代表背景類星體
類星體是 類似于恒星的高亮度天體,自發現以來就讓天文研究人員一直感到困惑。 它距離人類非常遙遠,其中高紅移的類星體離地球的距離可以遠到100億光年以上。
值得一提的是,類星體雖然比星系小,但卻能釋放星系千倍以上的能量,讓類星體擁有超常的亮度。 類星體的光穿過宇宙中復雜的物質時,會被它們吸收,留下深深淺淺的痕跡,所以即使相隔100億光年,人類也能通過這些蛛絲馬跡觀測到它。
洛佩斯剛開始并不確定這些吸收了光留下的痕跡是什麼,後來在其他研究人員的幫助下,他們才確定,這是個巨弧。
洛佩斯等人最終確認這是個巨弧
其實,這并不是人類第一次在宇宙中發現巨弧,早在1987年,美國就有兩位天文學家林茲和佩特羅西安,在 遙遠的星系團中心發現過類似的巨型發光弧, 寬度約30000光年,長度超過了300000光年,整體散發著藍色的光。
當時天文學家以為那是 大質量的恒星構成的,因為巨弧 非常亮,顏色均勻,邊緣清晰,還有端點,不可能是星系之間的碰撞造成的。星系碰撞后會呈現出混沌狀態,絕對不會排列的這麼均勻。
星系碰撞會出現混沌狀態,形成巨弧的可能性似乎不太高
他們還認為, 如果這巨弧不是恒星,那就應該是星系團的氣體纖維被壓縮形成的。但這些可能在當時都不確定,除非找到更多,距離更遙遠的巨弧做進一步研究。
有意思的是,在此之前,天文學家幾乎都認為宇宙巨弧不存在,因為它大讓人無法想象。 對于自己想象不出來的東西,人類通常認為是不存在的,如果它存在,將會引發很大的問題。
一直以來,大部分對宇宙有一定了解的人都認為,宇宙中的物質是均勻分布的,不可能出現這樣大規模的聚集行為。
部分人認為宇宙物質是均勻分布的
可是巨弧超越了人類已知的所有宇宙巨型聚合體,它就這樣囤積在宇宙的不同區域中,表示宇宙的物質有些地方特別多,有些地方可能少到可憐。
人類現在用的宇宙模型是建立在物質分布均勻的基礎上,因為建模型的時候, 人類觀測10億光年范圍的宇宙,發現其中的物質就是均勻分布的。可現在,巨弧的存在打破了這一理論,挑戰了某些天文學家關于宇宙的假設,過去的宇宙模型也不再適用了。
這不得不讓人重新考慮,宇宙是否有什麼特別的運作機制。
宇宙巨弧之中恒星的形成
我們熟知的宇宙中,有各種各樣的星體和天體。星體有行星、恒星、彗星、褐矮星、小行星等,天體包括星體在內,還有星云、星系、星系團、超星系團等等。
這其中的每一種結構都有大小不一的情況,還有從屬情況,比如,太陽系包含在銀河系內,但除了太陽系,銀河系中還有無數的星系和星團等。
在這些結構之外,還有更大的, 由超星系團構成的絲狀結構,這是宇宙中已知的最大結構。另外,絲狀結構之間還有空洞,空洞中只有很少或者完全沒有星系。
[大尺度]纖維狀結構是宇宙目前已知的最大結構
這些天體在不停地運轉期間又通過各自的引力互相吸引,比如月亮圍繞地球轉,地球又圍繞太陽轉。除了地球,還有其他的行星圍繞著太陽轉,這是宇宙小范圍內的運作方式。
要是飛出太陽系,會發現太陽系又圍繞著銀河系中心旋轉,公轉一周大約需要2.225億年時間。銀河系中的其他星系也是如此轉動,它們一起構成了整個銀河系,這是稍大范圍的運作方式。
再一層層往上走,更大的天體也是這樣相互吸引、運轉, 只是人類目前的科技還找不到吸引這一切的宇宙中心在哪。
天體之間似乎在相互吸引、運轉
不過,天文學家倒是發現了另一種神奇的繩狀結構。
據《自然天文學》刊登的一篇研究報告稱, 宇宙中有一根「宇宙繩」,長度在1.6億到2.6億光年之間,它像我們扭動繩子那樣旋轉著,帶動它內部的星系一起繞著某個中心軸在轉動,速度能達到每秒100公里。
這條「繩子」的出現讓人又迷惑了,因為它可能會改變宇宙起源論,再次顛覆人類的宇宙觀。
有觀點稱宇宙存在「宇宙繩」,拉著星系旋轉移動
關于宇宙是如何起源的,說法很多,目前最主流的觀點是: 宇宙大爆炸。
這種觀點認為,宇宙曾經有個熾熱的奇點,大約137億年前,這個奇點從熱到冷演化,然后膨脹爆炸,從此便有了宇宙。
宇宙大爆炸理論認為宇宙存在奇點,奇點從熱到冷演化最后膨脹爆炸
一些人認為,奇點爆炸后噴涌出了很多磁單極子,形成了宇宙的能量場;一些人認為,宇宙形成初期有很多密集的小黑洞;還有些則認為最初的宇宙是像面糊糊一樣的混沌狀,里面充斥著夸克和膠子。
那宇宙繩又是怎麼回事?為什麼說它改變了宇宙起源論呢?
1981年,有個叫維倫金的人發表了跟以上觀念都不同的意見,他和他的團隊認為, 宇宙爆炸后應該是形成了無數條細長的管狀結構,里面聚集著強大的能量,這就是宇宙繩。
維倫金提出的宇宙繩理論認為宇宙爆炸后形成了蘊含強大力量的細長管狀結構
宇宙繩很細,跟蜘蛛絲差不多,但它們大量地湊在一起,就有了一座大山一樣的質量。
維倫金說,宇宙繩在宇宙中 分布的稀疏且并不均勻,可能要200億光年的距離才能碰到一根。若它們碰巧在離我們幾十億光年的地方出現,那就很容易被觀測到。
如果這種繩存在,它會讓類星體的光發生偏離,讓人在視覺上看到成對的類星體,現在, 天文學家已經觀察到6對維倫金說的類星體了, 宇宙繩也找到了一根,難道,宇宙起源真的是維倫金所說的那樣?
維倫金的宇宙起源可信度高嗎?
我們相信了很久的宇宙起源觀可能被顛覆,宇宙的模型也在巨弧的存在下出了錯,這說明,我們一直應用的 引力理論可能因為宇宙中的運作方式不同,產生不均勻的情況。
還有, 巨弧和宇宙繩等不同結構之間有沒有聯系,對宇宙有什麼影響,能不能幫我們找出宇宙真正的起源?這些都需要繼續探索,也許以后還有什麼超乎想象的發現,讓以前形成人類宇宙觀的基礎全部重新改寫。
宇宙的起源還需要不斷的探索驗證