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近日,天文学家发现了宇宙中已知最大的结构:其跨度达14亿光年,包含近70个超星系团,质量更是银河系等单个星系的数十万倍。
德国慕尼黑马普物理研究所的汉斯·博林格及其团队将该宇宙结构命名为“奇普”,灵感源自印加帝国的绳结计数系统。在欧洲南方天文台工作期间,他在智利圣地亚哥附近的一座博物馆见到了这种计数绳结,发现其主干粗壮、分支纤细的形态与新发现的宇宙结构颇为相似。
在广阔宇宙中,星系会聚集成星系团,而星系团又可组合成更大的超星系团。天文学家此前已绘制出若干超星系团分布图,发现它们常连成宏大的弧形结构或墙形结构,例如“史隆长城”和拉尼亚凯亚超星系团——它们曾是宇宙中最大的已知结构。
“他们能发现这个结构,值得祝贺。”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·戈特三世说,奇普超级结构的端到端长度略长于“史隆长城”。
为发现奇普结构,博林格团队分析了德国伦琴X射线卫星的数据,观测了距地球数亿光年的多个星系团。他们运用算法确定了星系团间的最大可容忍距离阈值,以此筛选出可能构成更大结构的成员。“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曾引发宇宙学家争论。有些人认为,其规模之大违背了宇宙论原则。这一基本假设指出,在极远距离上,宇宙应呈现各方向均匀分布的状态。
宇宙超结构以不均匀方式聚集,似乎就违背了这一原则。但博林格认为问题并不在此。他主张,只需将宇宙观测尺度进一步放大,就能发现,最精确的宇宙学模拟中同样存在类似结构。他认为,早期研究仅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。她指出,目前尚未形成所有宇宙学家都认同的宇宙论原则统一定义。部分学者认为,宇宙只需在超过最大可见结构的距离上呈现匀称性;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,尽管奇普结构看似单一实体,但尚不明确其中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,部分星系可能彼此分离而非坍缩,若按某些解释,这便不构成真正的约束结构。





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