宇宙中的長城
宇宙長城是什麼
宇宙長城並不是指某個星係,而是指一大群星係的集合。星係成群出現的現象,叫作星係群,而星係群也有成群出現的現象,叫作超星係團。例如,我們的銀河係就屬於本星係群,本星係群是本超星係團的成員之一。
科學家通過觀測發現,宇宙中的大量星係都集中在一些特定的區域內,這種極大的尺度結構看上去就像是長長的鏈條,所以叫宇宙長城,這可比星係的尺度要大得多。
這個結構長約7.6億光年,寬達兩億光年,而厚度為1500萬光年,儼然就是一條不規則的薄帶子的樣子。被天文學家們形象地稱呼為“長城”,後來就被人稱為“格勒-赫伽瑞長城”。
宇宙長城的研究
多年來,美國天體物理研究中心的科學家約翰·赫奇勒和瑪格特·蓋勒一直不斷地研究,他們利用首創的三度空間圖像可以推測宇宙建立在許多巨大空間的周圍。這些空間看起來就像洗臉盆上的肥皂泡,而大大小小的星係就依附在“泡沫”上。有的“肥皂泡”相當大,直徑達到15億光年。
這些“肥皂泡”是怎樣產生的呢?構成星係的物質是如何空出這麼巨大的區域來的呢?此類問題在科學界引起了激烈爭論。有人認為,是大爆炸將物質從空間中心推向四周,從而形成“泡狀”。這種說法存在很大問題,無法解釋物質怎麼跑完這麼長的路程,並形成這麼巨大的空間。
這道肉眼看不見的曲線形的“長城”,離地球2億至3億光年。由於距離遙遠,它在一般的天文攝影照片上顯示不出來。它使人們了解到宇宙中最大的發光結構不是銀河係中的超星係團。與此同時又給人們一些啟示:在太空中會不會還有更大的天體呢?
科學家的發現
2003年10月20日,以普林斯頓大學的天體物理學家丁·理查德·格特為首的一些天文學家啟動了一個名為“斯隆數字天空觀測計劃”的項目,他們利用新墨西哥州阿帕奇角天文台的大型望遠鏡,對1/4片天空中的100萬個星係相對地球的方位和距離進行了測繪,然後把它們描繪在一張《宇宙地圖》上麵。
在這個地圖上麵,他們驚訝地看到了這個被命名為“斯隆”的巨大無比的由星係組成的“長城”。這樣一種條帶狀的星係長城並不是第一次被發現。1989年,天文學家格勒和赫伽瑞領導的一個小組就從星係地圖上麵發現了一個顯眼的由星係構成的條帶狀結構。
科學的再探索
科學家們打開計算機,看到底能不能由現有理論通過模擬計算得到這樣一種大範圍的條帶結構。他們建立了一個巨大的由星係構成的宇宙模型,用來模擬真實宇宙裏麵包含了斯隆長城的那部分空間。研究發現用來組成斯隆長城的星係,占到了整個模型裏麵星係數量的10%。計算結果讓天體物理學家們大大鬆了口氣,因為不管是7.6億光年長的“格勒-赫伽瑞長城”,還是13.7億光年長的“斯隆長城”,都還不是屬於理論無法預測的結構。
拓展閱讀
愛因斯坦從宇宙學原理出發,為宇宙列出了一個基本力學方程式,這個方程式能夠描述宇宙的演化曆史和結構形成。星係測量顯示,宇宙很像一塊巨大海綿:宇宙中星係聚集呈條帶狀,被廣闊、空曠的地帶和巨大的空洞分隔開。