候选标题:悬念型《巨引源:躲在银河背后的那只手》|画面感型《每秒600公里,银河系正驶向巨引源》|提问型《是什么在拉着银河系跑?巨引源之谜》
此刻你坐着读这段文字,感觉稳如泰山。但从宇宙尺度看,你正以每秒约600公里的速度朝同一个方向飞奔,速度约是音速的1700倍,飞完一个地球直径只要20秒出头。没有风,没有推背感,也没有广播提醒你系好安全带。
方向,指向南天的长蛇—半人马座一带。上世纪80年代,天文学家在测量大批星系运动时发现,我们这一片天区的星系都在往那个方向“漂”,于是给那片引力异常区域起了个名字:巨引源。
一分钟讲清:它是什么
一句话定义:巨引源是距离我们约2亿光年、位于长蛇—半人马座方向的一片引力异常区域,银河系正朝那个方向运动。
打个生活化的比方:你走在人群里,身体被一股力量拽着往前。你回头,只看到一个模糊的大块头,以为是他拉的;其实同时拽你的也许有四五个,只是都站在同一个方向。巨引源就是那个“位置模糊的大块头”。观测到的运动是真的,拉扯我们的源头却可能不止一个。
为什么看不见它
银河系的盘面里满是气体和尘埃。视线一旦贴着盘面望过去,可见光几乎被挡死,天文学家索性把那一条带子叫作“隐匿带”(Zone of Avoidance,指被银河系自身尘埃遮蔽、难以观测的天区)。巨引源恰好躲在隐匿带后面,距离约2亿光年,相当于两万个银河系直径首尾相接。
所以它一开始是被“算”出来的,并非先被“看”见。天文学家测量大量星系的本动速度(星系除了随宇宙膨胀退行之外自己额外的运动),发现我们附近的天区存在一种整体性的“倾斜”。直到射电和X射线观测能穿透尘埃,人们才在这一带陆续辨认出半人马座星系团、长蛇座星系团等结构。
每秒600公里,到底有多快
这个数字来自对宇宙微波背景辐射的测量:相对于这锅“宇宙背景汤”,我们所在的本星系群速度约为每秒600公里,方向大致朝巨引源那一侧。换算一下,每小时约216万公里,大约要走500年才够一光年。听着很快,但巨引源在约2亿光年外,按这个速度得走上千亿年,远超宇宙年龄。不必担心撞上去。
它是一个东西,还是一群东西?
这正是目前争论的焦点。早期图像倾向于把巨引源想象成一个巨大的质量集中区。后来的观测却发现,那个方向上并没有质量足够大的单一结构,更可能的解释是多个星系团在同一方向上叠加了引力。
更远处还有沙普利超星系团,位于约6.5亿光年外,是邻近宇宙中质量最大的结构之一。有研究指出,过去对巨引源区域的质量估计可能偏低,把更远处的大质量结构一并算进来,本星系群的运动才能得到更好的解释。2014年,天文学家把我们所在的这个包含约十万个星系、跨度约5.2亿光年的超星系团命名为“拉尼亚凯亚”(夏威夷语,意为“不可测量的天堂”),巨引源大致落在它的中心区域附近。
但那里被遮挡得太厉害,究竟有多少质量、如何分布,目前尚无定论。它到底是“一个东西”,还是“一群东西的合力”,仍是开放问题。
一个还没写完的答案
回到开头:你确实在飞,每秒约600公里,而且毫无察觉。这不是玄学,而是引力在最大尺度上留下的痕迹——上亿光年外的星系团,和此刻你坐的这把椅子,被同一套引力规则连在一起。
如果银河系的去向由成百上千个星系团的合力决定,那么我们这张“宇宙地图”的边界,究竟该画在哪里?
延伸阅读
- 纪录片《宇宙时空之旅》(Cosmos: A Spacetime Odyssey,2014),其中多集涉及宇宙大尺度结构与星系运动。
- 卡尔·萨根《宇宙》(Cosmos),理解人类如何一步步定位自己在宇宙中的位置。
- NASA Science 宇宙学专题页(science.nasa.gov/cosmology),可查阅微波背景辐射与宇宙大尺度结构的公开资料。