□ 伊麗莎白·肖維爾
宇宙中最大的東西直徑可達100 億光年。
科學(xué)家在近期已經(jīng)繪制出名為“拉尼亞凱亞超星系團”的第一張圖,銀河系以及其他很多星系都處在這個超星系團。這一電腦模擬圖像描繪了這個超星系團,該圖像最初來自英國《自然》周刊網(wǎng)站的一段視頻截圖。
然而,科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)宇宙中最大的結(jié)構(gòu)是“武仙—北冕座長城”。它很寬,延伸超過100億光年,而宇宙只有138 億光年的歷史。
太空都是關(guān)于很遠的距離和很大的物體。
地球?qū)ξ覀儊碚f很大,赤道周長約有40075 千米。但在宇宙中,地球很小。即使在我們自己的太陽系中,我們也被木星和太陽映襯得很小。
雖然我們的太陽看起來很大,但與我們所知的最大恒星相比,它顯得微不足道。太陽是G 型星(黃矮星),在宇宙尺度上它是相當平均的大小。一些“特超巨星”的體積要大得多。或許已知體積最大的恒星是“盾牌座UY”,它的半徑是太陽的1700 多倍。不過,雖然在直徑和周長方面,“盾牌座UY”十分巨大,但它的質(zhì)量僅為太陽的30 倍左右:體積和質(zhì)量在太空中不一定相關(guān)。
需要考慮的更大質(zhì)量物體是黑洞,尤其是通常位于星系中心的超大質(zhì)量黑洞。舉例而言,銀河系中心附近有一個黑洞,其質(zhì)量約為太陽質(zhì)量的400 萬倍。目前發(fā)現(xiàn)的最大超大質(zhì)量黑洞之一位于NGC 4889 星系中,其質(zhì)量是太陽質(zhì)量的210 億倍。然而,即使是最大質(zhì)量的黑洞體積也不是特別大,因為這種結(jié)構(gòu)是宇宙中密度最大的。
星云的體積也十分巨大。三角座星系中的NGC 604 通常被認為是最大的星云之一;其直徑約為1500 光年。
拉尼亞凱亞超星系團
星系是恒星系統(tǒng)以及這些系統(tǒng)內(nèi)部一切的集合:黑洞、行星、恒星、小行星、彗星、氣體、塵埃等等。我們自己的銀河系——如果被認為是一個天體的話,其跨度約為十萬光年??茖W(xué)家很難描述最大的星系,因為它們實際上沒有精確的邊界,但我們所知的最大星系跨度達到數(shù)百萬光年。
據(jù)美國國家航空航天局(NASA)稱,最大的已知星系是IC 1101,其跨度可達400 萬光年。
星系通常由引力束縛組成星系團。天文學(xué)家曾經(jīng)認為,這些結(jié)構(gòu)是宇宙中最大的東西。然而,在20 世紀80 年代,科學(xué)家們意識到,星系團也可以通過引力作用形成超星系團,這是宇宙中最大的一類結(jié)構(gòu)。
目前,科學(xué)家認為,宇宙中已知的最大超星系團的最佳候選者是武仙—北冕座長城,盡管天文學(xué)家已經(jīng)花了將近十年時間討論這個結(jié)構(gòu)。
2013 年,由匈牙利國立公共服務(wù)大學(xué)的伊什特萬·霍爾瓦特領(lǐng)導(dǎo)的一個研究團隊在第七屆亨茨維爾伽馬射線暴研討會上宣布了武仙—北冕座長城。
科學(xué)家們一直在研究伽馬射線暴這一宇宙現(xiàn)象。天文學(xué)家認為,這種現(xiàn)象來自超新星。伽馬射線暴被認為很好地說明了宇宙中巨大物體的位置,因為大恒星往往聚集在較稠密的區(qū)域。霍爾瓦特和他的同事發(fā)現(xiàn),伽馬射線尤其聚集在約100 億光年以外位于武仙座和北冕座方向的區(qū)域。
但有關(guān)這個巨大的結(jié)構(gòu)是如何形成的,是個難解之題。霍爾瓦特認為,這種結(jié)構(gòu)似乎違背宇宙學(xué)原理,即宇宙是如何形成和演變的。這一原理認為,在大尺度上宇宙應(yīng)當是均勻的,但這個結(jié)構(gòu)并不均勻。
南卡羅來納查爾斯頓學(xué)院的天文學(xué)研究員喬恩·?;R在2014 年的一份新聞稿中說:“我本以為這個結(jié)構(gòu)太大了,不可能存在。即使作為合著者,我仍然心存疑慮?!钡f,研究人員在那個位置發(fā)現(xiàn)隨機數(shù)量的伽馬射線的機會很小——遠遠不到1%。
他還說:“因此,我們認為,這種結(jié)構(gòu)是存在的。還有其他結(jié)構(gòu)似乎違背普遍同質(zhì)性:史隆長城和巨型超大類星體群……因此,很可能還有其他的,有些甚至可能更大。只有時間會證明?!?/p>