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近日,天文學家發現了宇宙中已知最大的結構:其跨度達14億光年,包含近70個超星系團,質量更是銀河系等單個星系的數十萬倍。
德國慕尼黑馬普物理研究所的漢斯·博林格及其團隊將該宇宙結構命名為“奇普”,靈感源自印加帝國的繩結計數系統。在歐洲南方天文臺工作期間,他在智利圣地亞哥附近的一座博物館見到了這種計數繩結,發現其主干粗壯、分支纖細的形態與新發現的宇宙結構頗為相似。
在廣闊宇宙中,星系會聚集成星系團,而星系團又可組合成更大的超星系團。天文學家此前已繪制出若干超星系團分布圖,發現它們常連成宏大的弧形結構或墻形結構,例如“史隆長城”和拉尼亞凱亞超星系團——它們曾是宇宙中最大的已知結構。
“他們能發現這個結構,值得祝賀。”曾參與發現“史隆長城”的美國普林斯頓大學天文學家J·理查德·戈特三世說,奇普超級結構的端到端長度略長于“史隆長城”。
為發現奇普結構,博林格團隊分析了德國倫琴X射線衛星的數據,觀測了距地球數億光年的多個星系團。他們運用算法確定了星系團間的最大可容忍距離閾值,以此篩選出可能構成更大結構的成員。“這是個極為醒目的結構,一眼就能辨識出來。”
此類巨型結構的發現曾引發宇宙學家爭論。有些人認為,其規模之大違背了宇宙論原則。這一基本假設指出,在極遠距離上,宇宙應呈現各方向均勻分布的狀態。
宇宙超結構以不均勻方式聚集,似乎就違背了這一原則。但博林格認為問題并不在此。他主張,只需將宇宙觀測尺度進一步放大,就能發現,最精確的宇宙學模擬中同樣存在類似結構。他認為,早期研究僅在過于狹小的宇宙局部區域觀測,“這種做法可能產生誤導”。
英國中央蘭開夏大學的亞歷克西婭·洛佩茲指出,部分困惑源于宇宙論原則定義的模糊性。她指出,目前尚未形成所有宇宙學家都認同的宇宙論原則統一定義。部分學者認為,宇宙只需在超過最大可見結構的距離上呈現勻稱性;而另一些人則主張,宇宙應在受巨型結構實際影響的距離范圍內保持勻稱。
此外,英國樸茨茅斯大學的塞沙德里·納達圖爾指出,盡管奇普結構看似單一實體,但尚不明確其中星系團是否真正通過引力相互約束,這在宇宙膨脹過程中可能會引發問題。他解釋,部分星系可能彼此分離而非坍縮,若按某些解釋,這便不構成真正的約束結構。





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