【宇宙之謎】3.3億光年只有60個星系,牧夫座空洞是怎麼形成的?

薛定諤的貓 2021/04/16 檢舉 我要評論
 

哇!真的第一次見哎,知識不會,衹是姿勢不對;科學凡此種種,用人話講才能聽懂

文/天空之城團隊

 

在直徑930億光年的可觀測宇宙裡,天文學家已經發現了數千億個星系

在大部分人的想象裡數千億個星系一定密密麻麻擠滿了整個宇宙,但事實上宇宙中還存在許多星系分佈十分稀少的區域。

這樣的宇宙空間一般被稱為「空洞「

在距離地球7億光年遠的地方有一片直徑3.3億光年的時空區域, 它被稱為「牧夫座空洞」,之所以這麼說,是因為天文學家在這裡發現了只發現了 60個星系,而在宇宙其他地方,相同的大小的空間中都存在至少 10000個星系

除了數量稀少外,牧夫座空洞裡的60個星系之間的距離還都在1000萬光年以上,相較之下銀河系與鄰近的仙女座星系間距僅有220萬光年。

根據以上資料來看,如果牧夫座空洞內的星系上存在智慧文明的話,它們的天文學家大概率會認為宇宙中只有自己這一個星系, 而如果銀河系位於牧夫座空洞中心,那麼人類在1960年之前將不會發現任何一個銀河外星系。

除了牧夫座空洞之外,2007年美國天文學家還在獵戶座西南方的波江座內發現了一個新的空洞。這個距離地球 60億到100億光年,長度5億到10億光年的「波江座空洞」內部也並非空無一物,而是和此前的牧夫座空洞一樣存在若干個星系。

從目前的微波背景輻射圖來看,宇宙中的「深藍色冷點」幾乎都屬於巨型空洞,因為光子只有在經過物質密度極低的區域時能量才會降低,進而在宇宙微波背景輻射圖上留下冷點。

宇宙中為什麼會出現這麼多空洞?

在宇宙學中有一個概念叫「各項同性」,大意是說從地球向四周觀察,我們都能看到數量相差無幾的星系均勻分佈在宇宙中,而哈勃望遠鏡歷次「深空場照片」也證實了這一概念。

但事實上哈勃望遠鏡的深空照片,只是對全天區的一小片(滿月的六分之一)進行長時間曝光後的結果,而射電望遠鏡巡視全天區後所獲得的圖像則表明, 所有物質並不都會隨機均勻分佈,星系們會在[[大尺度]]上會受到引力作用而形成一條條「細絲」, 而後以超星系團為節點,構成「宇宙網狀結構」

在規模僅次於可觀測宇宙的宇宙網上,細絲被稱為「宇宙長城」,而細絲與細絲之間的「空曠區域」 就是宇宙空洞。

這些空洞是如何形成的?

在宇宙學模型裡,可被觀測到的 「重子物質」(普通物質)只占4.9%,占比26.8%的暗物種和占比68.3%的暗能量才是宇宙主流,其中暗物質為星系提供了額外的引力,確保它們不會分崩離析,暗能量則在[[大尺度]]上抵消了引力,使得宇宙正在加速膨脹。

但對於星系以及星系團來說,宇宙本身的膨脹與否並不會迅速波及到它們,真正能決定天體系統命運的只有引力。

138.2億年前的宇宙大爆炸發生後, 對稱性破缺讓正反物質並未完全湮滅,造就了後來的物質宇宙,而物質又被引力所支配著,引力讓氫元素凝聚成恒星,讓恒星集結成星系,星系們則在宇宙膨脹和暗物質的作用下,成為一條條「紐帶」,最終形成了今天看到的宇宙網。

宇宙網的形成,本質上是因為普通物質無法佈滿全宇宙,畢竟在暗物質和暗能量面前占比4.9%的普通物質只能被支配,而無法主動去塑造宇宙的模樣。

牧夫座空洞的「誤會」

牧夫座空洞在網上經常「被和」巴納德68星雲搞混,因為巴納德68是一個暗星雲,從外表上和「宇宙空洞」十分相符,但事實上巴納德68距離地球只有400光年, 真正的「暗區直徑」也不過0.5光年,所以大家千萬不要再將巴納德68暗星雲誤認為是牧夫座空洞了。

 

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