挑战宇宙论原则?天文学家发现跨度14亿光年的宇宙最大结构

11-14 06:21

近日,天文学家有了惊人发现,他们找到了宇宙中已知最大的结构。这个结构跨度达14亿光年,包含了近70个超星系团,其质量更是像银河系这样单个星系的数十万倍。

德国慕尼黑马普物理研究所的汉斯·博林格及其团队给这个宇宙结构取名为“奇普”,灵感来自印加帝国的绳结计数系统。博林格在欧洲南方天文台工作时,在智利圣地亚哥附近的一座博物馆看到了这种计数绳结,发现它主干粗壮、分支纤细的样子和新发现的宇宙结构很相似。

在浩瀚宇宙里,星系会聚集形成星系团,星系团又能组合成更大的超星系团。天文学家之前已经绘制出了一些超星系团的分布图,发现它们常常连接成宏大的弧形结构或者墙形结构,比如“史隆长城”和拉尼亚凯亚超星系团,它们曾经是宇宙中已知的最大结构。

曾参与发现“史隆长城”的美国普林斯顿大学天文学家J·理查德·戈特三世表示:“他们能发现这个结构,值得祝贺。”他还提到,奇普超级结构的端到端长度比“史隆长城”略长。

为了发现奇普结构,博林格团队分析了德国伦琴X射线卫星的数据,对距离地球数亿光年的多个星系团进行了观测。他们运用算法确定了星系团间的最大可容忍距离阈值,以此来筛选出可能构成更大结构的成员。博林格说:“这是个极为醒目的结构,一眼就能辨识出来。”

此类巨型结构的发现引发了宇宙学家的争论。一些人觉得,它的规模太大,违背了宇宙论原则。这个基本假设认为,在极远距离上,宇宙应该呈现各方向均匀分布的状态。

宇宙超结构以不均匀的方式聚集,似乎确实违背了这一原则。但博林格不这么看,他认为,只要把宇宙观测尺度进一步放大,就会发现最精确的宇宙学模拟中也存在类似结构。他觉得早期研究只在过于狭小的宇宙局部区域观测,“这种做法可能产生误导”。

英国中央兰开夏大学的亚历克西娅·洛佩兹指出,部分困惑源于宇宙论原则定义的模糊性。目前还没有一个所有宇宙学家都认同的宇宙论原则统一定义。有些学者认为,宇宙只要在超过最大可见结构的距离上呈现匀称性就行;而另一些人则主张,宇宙应在受巨型结构实际影响的距离范围内保持匀称。

此外,英国朴茨茅斯大学的塞沙德里·纳达图尔指出,虽然奇普结构看似是一个单一实体,但还不清楚其中的星系团是否真正通过引力相互约束,这在宇宙膨胀过程中可能会引发问题。他解释说,部分星系可能彼此分离而非坍缩,按照某些解释,这就不构成真正的约束结构。

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