天文科普:尺度最大的宇宙結構是宇宙長城,什麽是宇宙長城?
來源:科學信仰
發布時間:2021-12-27
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宇宙中包含著數量龐大的天體(ti) 和各類物質,而這些東(dong) 西並不是自由散布在宇宙之中的,它們(men) 在相互的引力作用之下組成了相對穩定的運行結構,比如地月係統就是這樣的一個(ge) 結構。

地球這樣的行星與(yu) 月球這樣的衛星構成了一個(ge) 尺度很小的宇宙結構,那麽(me) 已知的單體(ti) 尺度最大的宇宙結構是什麽(me) 呢?我們(men) 稱其為(wei) “宇宙長城”。什麽(me) 是宇宙長城?這還要先從(cong) 太陽係說起。我們(men) 所在的太陽係是一個(ge) 非常常見的宇宙結構,我們(men) 稱之為(wei) 恒星係。恒星係由恒星所主導,所有的行星、矮行星、小行星、行星的衛星、彗星以及其它宇宙物質都在恒星的引力作用之下圍繞恒星穩定運行著。

太陽係之中有著包括地球在內(nei) 的8顆行星,已知的不少於(yu) 173顆行星的衛星,50萬(wan) 顆以上的小行星以及數量難以確定的矮行星。

太陽何德何能,可以將如此眾(zhong) 多天體(ti) 的運行軌跡牢牢掌控呢?其實就是兩(liang) 個(ge) 字,引力。太陽自己就占據了太陽係物質總量的99.86%,相對於(yu) 太陽係中其它的天體(ti) 而言,太陽的引力是無比強大的,於(yu) 是一個(ge) 基本的宇宙結構就在太陽這顆恒星的主導下形成了。在太陽係之外,是一個(ge) 更加龐大但也極為(wei) 常見的宇宙結構,我們(men) 稱這種結構為(wei) “星係”,而太陽係所在的星係則叫做“銀河係”。在太陽係之中,所有天體(ti) 都圍繞太陽運行,而太陽本身看起來卻似恒定不動的,但實際上太陽這顆恒星的運動速度才是最快的,隻是我們(men) 身在其中,感受不到罷了。

太陽的運動速度高達每秒230公裏,這是什麽(me) 概念?地球圍繞太陽公轉的速度約為(wei) 每秒30公裏,可見太陽的運動速度要比地球快得多。

那麽(me) 太陽為(wei) 什麽(me) 跑這麽(me) 快?它要跑去哪裏呢?太陽的運動同樣源於(yu) 另一個(ge) 更強大的引力源牽扯,這個(ge) 引力源就是銀河係的中心:銀心。在銀河係的中心存在著一個(ge) 星係級的黑洞,它強大的引力帶動周圍密集的宇宙天體(ti) 高速運動起來,而這些天體(ti) 又會(hui) 進一步帶動外圍的天體(ti) 運動,於(yu) 是一個(ge) 強大的引力核心就形成了,在銀河係之中有著1000億(yi) 到4000億(yi) 顆大小不等的恒星,它們(men) 都圍繞銀河係的中心穩定運行著。

對於(yu) 身邊隻有一顆恒星的我們(men) 而言,由數千億(yi) 顆恒星所組成的銀河係是一個(ge) 極為(wei) 龐大的天體(ti) 係統,但它在宇宙中卻仍然隻是一個(ge) 很小的宇宙結構。

在銀河係的周圍存在著仙女座星係、三角座星係以及數十個(ge) 規模稍小的星係,銀河係與(yu) 它們(men) 一同構成了一個(ge) 更大的宇宙結構:本星係群,而本星係群又隸屬於(yu) 一個(ge) 更大的宇宙結構:超室女座星係團。超室女座星係團中有多少個(ge) 星係?保守估計,在2000個(ge) 以上。2000個(ge) 星係,這是一個(ge) 極為(wei) 龐大的數字,而就是這樣一個(ge) 擁有2000個(ge) 以上星係的超室女座星係團竟然隻是另一個(ge) 更大宇宙結構上的一個(ge) 分支罷了。

這個(ge) 比超室女座星係團更大的宇宙結構,我們(men) 稱之為(wei) “拉尼亞(ya) 凱亞(ya) 超星係團”,它的總質量相當於(yu) 10萬(wan) 個(ge) 銀河係。

是什麽(me) 力量在主導著如此巨大的宇宙結構運行呢?其實早在40多年以前,天文學家們(men) 就發現銀河係兩(liang) 側(ce) 的溫度並不相等,也就是說一側(ce) 溫度偏高,另一側(ce) 溫度偏低。溫度是什麽(me) ?溫度的本質就是運動,一側(ce) 溫度高說明一側(ce) 的天體(ti) 運行速度要比另一側(ce) 更快。為(wei) 什麽(me) 在銀河係的一側(ce) 時,運動速度會(hui) 比另一側(ce) 更快呢?因為(wei) 在這個(ge) 方向上存在著一個(ge) 巨大的引力源,正是它影響了銀河係中天體(ti) 的運行速度,於(yu) 是這個(ge) 不可見的巨大引力源就被稱之為(wei) 了“巨引源”。

通過對巨引源射電信息的分析和研究,現在基本已經確定了巨引源就位於(yu) 拉尼亞(ya) 凱亞(ya) 超星係團的中心,銀河係以及數以十萬(wan) 計的星係都在朝著這個(ge) 巨引源的方向運動。

那麽(me) 拉尼亞(ya) 凱亞(ya) 超星係團是不是最大的宇宙結構?不是。在現代宇宙模型裏,單體(ti) 尺度最大的宇宙結構被稱之為(wei) “宇宙長城”,這是一種極為(wei) 龐大且複雜的宇宙結構,它就像一麵巨牆,矗立在宇宙之中。那麽(me) 像拉尼亞(ya) 凱亞(ya) 超星係團這樣龐大的宇宙結構在宇宙長城中扮演著怎樣的角色呢?形象一點來說,拉尼亞(ya) 凱亞(ya) 超星係團類似於(yu) 宇宙長城上的一個(ge) 節點,僅(jin) 此而已。



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