见宇宙纳星河 与星辰共此一视
纳视(NASAEYE) · 视界无界

牧夫座巨洞:宇宙中那片数不出星系的天空

1981年,几位天文学家把望远镜对准牧夫座方向的一小块天空,开始数星系。按过去的经验,这片天区里应该能数出两千个左右的星系。他们数完,只得到60个。仪器没坏,天气也不差——那片天空,的确空得反常。

这就是后来写进教科书的牧夫座巨洞:人类发现的第一个巨洞,也是最著名的一个。

一句话说清:宇宙网上的空房间

巨洞,指宇宙大尺度结构里星系极其稀少的巨大区域。它不是黑洞,也不是“什么都没有”的虚无,只是一块星系密度明显偏低的空间。

把宇宙想成一锅正在发酵的面团:星系像撒在面团里的葡萄干,会随气泡膨胀被推到气孔壁上,气孔本身越撑越大。宇宙里的“气泡”就是巨洞,“气孔壁”就是星系扎堆的纤维状结构。天文学上把这种泡沫状的大尺度分布叫宇宙网(星系像城市,沿“公路”连成网,网眼就是巨洞)。

3.3亿光年,能并排放下三千多个银河系

牧夫座巨洞的直径,不同测量给出的估计在2.5亿到3.3亿光年之间。银河系直径约10万光年,把巨洞横过来,能并排放下三千多个银河系。光从巨洞这一头走到那一头要3亿多年——这束光出发时,地球上连恐龙都还没登场。

而在这个体积里,星系的密度只有宇宙平均值的几个百分点。观测到约60个星系,同体积按平均该有约两千个。

空房间是这样挖出来的

早期宇宙里,物质分布并不均匀。引力把周围物质拉向密度略高的地方,那里逐渐长成星系团;物质被抽走的区域就越来越空,最终塌成巨洞。暗物质(不发光、只靠引力露面的物质)搭起了这副骨架,普通气体和星系只是跟着骨架走。

需要分清层级:宇宙网的存在已被大规模星系巡天观测证实;巨洞由引力不稳定性生长出来,是主流理论预言,并有计算机模拟支持,但每个巨洞的具体“成长史”仍是推测。

空,不等于什么都没有

巨洞里仍有极稀薄的气体、暗物质,以及少量矮星系。这里的物质密度估计只有宇宙平均值的一成以下,但绝不是零。

假设你乘飞船穿过去,舷窗外几乎找不到明亮星系,也看不到银河那样横贯天空的星带,夜晚比地球上任何无人区都黑。飞船不会被“吸进去”,也不会撞上墙,你会平平淡淡地穿过去,只是很久都遇不到什么。

我们是不是也住在某个巨洞里?

银河系附近确实有个本地巨洞,直径估计约1.5亿光年,我们位于它的边缘。

更进一步的说法出现在2013年:有研究团队提出,银河系可能身处一个直径约20亿光年的巨大空洞中。如果这个“KBC巨洞”成立,会影响我们对宇宙膨胀速度的测量。但该结论依赖对星系距离的统计,目前尚无定论。

另一个线索是宇宙微波背景上的“冷斑”,有人把它与波江座巨洞联系起来。相关解释同样存在争议,目前尚无定论。

回到那片天空

再看1981年那60个星系,它们大多挤在巨洞的边缘,像贴着气孔壁的葡萄干。它们本身并不特殊,特殊的是它们周围什么都没有。

宇宙网里最大的空房间能有多大?会不会有比牧夫座巨洞大十倍的空洞,只是恰好落在我们还没数到的那片天区里?

编辑备选标题——悬念型:《那片数不出星系的天空,怎么了?》;画面感型:《牧夫座巨洞:3.3亿光年的空房间》;提问型:《宇宙里为什么会有“巨洞”?》

延伸阅读

  • 书籍:Robert Kirshner《The Extravagant Universe》(普林斯顿大学出版社,2004),作者亲历牧夫座巨洞的发现过程。
  • 纪录片:《宇宙时空之旅》(Cosmos: A Spacetime Odyssey,2014),讲述宇宙大尺度结构的形成。
  • 机构网站:斯隆数字巡天(SDSS,www.sdss.org),提供星系分布的三维宇宙网图像。
文章名称:牧夫座巨洞:宇宙中那片数不出星系的天空
文章链接:https://www.nasaeye.com/science/3027.html

免责声明:市场有风险,选择需谨慎!此文仅供参考,不作买卖依据。如有侵权请联系删除。
①本站仅为信息发布平台,广告信息由发布者自行提供,其真实性、合法性由发布者负责,本站不构成任何担保。
②用户应自行判断广告内容并承担交易风险,因依赖广告信息产生的后果由用户自行承担。
③广告商品或服务的质量、价格、售后等由广告主负责,本站不承担相关责任。
④本站有权删除、屏蔽违法违规或侵权信息,但审核不构成对信息合法性的保证。
⑤因不可抗力、网络故障等导致的服务中断或信息丢失,本站不承担责任。