天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)了宇宙中已知的最大天體——橫跨14億光年，包含近70個(gè)星系超星系團(tuán)，質(zhì)量相當(dāng)于銀河系單個(gè)星系的數(shù)十萬倍，它可能違背了人類對(duì)宇宙的基本假設(shè)。相關(guān)研究成果近日公布于arXiv。
藝術(shù)家對(duì)宇宙大規(guī)模結(jié)構(gòu)的插圖（圖源：Alamy）
德國慕尼黑馬克斯-普朗克物理研究所的Hans B?hringer和同事將其稱作“基普”，取自印加人用繩結(jié)做成的計(jì)數(shù)系統(tǒng)。B?hringer在歐洲南方天文臺(tái)工作時(shí)，在智利圣地亞哥附近的一個(gè)博物館里看到了這種繩索，他覺得這一天體與該結(jié)構(gòu)很相似，包括一個(gè)較厚的主體部分和幾個(gè)較薄的分支。
在很大的距離上，星系可以聚集成星系團(tuán)，這些星系團(tuán)本身又可以聚集成更大的超星系團(tuán)。天文學(xué)家以前就曾繪制過幾個(gè)這樣的超星系團(tuán)，發(fā)現(xiàn)它們經(jīng)常連接成橫掃一切的弧線或“墻壁”，比如史隆長城或拉尼亞凱亞超星系團(tuán)，它們是以前宇宙中已知的最大結(jié)構(gòu)。
“宏觀來看，‘基普’結(jié)構(gòu)比史隆長城要略長。”普林斯頓大學(xué)的J. Richard Gott III說，“祝賀他們發(fā)現(xiàn)了它。”
為了找到“基普”，B?hringer和團(tuán)隊(duì)分析了德國ROSAT X射線衛(wèi)星的數(shù)據(jù)，觀察了距離地球數(shù)億光年的星系團(tuán)，利用算法確定哪些星系團(tuán)的結(jié)構(gòu)可能更大，這種算法定義了每個(gè)星系團(tuán)與另一個(gè)星系團(tuán)之間的最大距離，然后才會(huì)判斷它們之間沒有聯(lián)系。“‘基普’是一個(gè)非常明顯的結(jié)構(gòu)。”B?hringer說，“它立刻吸引了人們的眼球。”
過去發(fā)現(xiàn)的大型結(jié)構(gòu)引起了宇宙學(xué)家的爭論，他們認(rèn)為這些結(jié)構(gòu)如此之大，違反了對(duì)宇宙的基本假設(shè)，即宇宙學(xué)原理——在非常遙遠(yuǎn)的距離上，宇宙應(yīng)該均勻分布在各個(gè)方向。
而宇宙超結(jié)構(gòu)以不均勻的方式聚集在一起，似乎違反了這一原則。但B?hringer認(rèn)為該問題并不存在，反而認(rèn)為要從更大尺度上考慮宇宙，在最精確的宇宙學(xué)模擬中也能發(fā)現(xiàn)類似的結(jié)構(gòu)。“在宇宙一個(gè)太小的部分進(jìn)行觀測，這可能會(huì)產(chǎn)生誤導(dǎo)。”他說。
英國中央蘭開夏大學(xué)的Alexia Lopez認(rèn)為，這種混淆來自于宇宙學(xué)原理的模糊定義。“目前還沒有一個(gè)宇宙學(xué)原理的共識(shí)。”
英國樸次茅斯大學(xué)的Seshadri Nadathur表示，盡管“基普”看起來是個(gè)單一的天體，但目前還不清楚其中的星系團(tuán)是否真的被引力束縛在一起，這可能會(huì)隨著宇宙的膨脹而產(chǎn)生新問題。“其中一些星系可能會(huì)彼此漂移，而不是坍縮在一起，在這種情況下，根據(jù)一些解釋，這并不是一個(gè)真正的約束結(jié)構(gòu)。”他說。
相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.48550/arXiv.2501.19236
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