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相当于可观测宇宙的2%,内部只有60个星系,牧夫座空洞有多可怕?

2025-02-18 16:18:11阅读量:7 字体:

宇宙中除了恒星和星系,还有着数量繁多的空洞,虽然它们内部并非空无一物,但出于某种我们尚不了解的机制,空洞内的物质密度只有其他地方的十分之一甚至百分之一。

比如直径2.5亿光年的牧夫座空洞内,只有区区60个星系,相较于银河系所在的本星系群和本星系团,牧夫座空间内几乎就是空无一物的状态,天文学家甚至认为如果银河系就位于牧夫座空洞内的话,人类直到现在可能都会认为银河系就是宇宙中唯一的星系。

相当于可观测宇宙的2%,内部只有60个星系,牧夫座空洞有多可怕?

虽然天文学家早在1981年就发现牧夫座空洞了,但距离地球7亿光年的它身上还有很多谜团,作为一个占可观测宇宙直径2%的超级空洞,牧夫座空洞能轻松装下包括银河系和仙女座星系在内的本星系团,甚至连本星系团之上的室女座超星系团也能轻松拿捏,毕竟它的直径只有1.1亿光年。

目前唯一比牧夫座空洞还大的天体系统,是室女座超新星的上级,形似羽毛的拉尼亚凯亚超星系团,它的直径达到了惊人的5.2亿光年,几乎相当于牧夫座空洞的两倍了。

目前的宇宙学模型认为,大量星系会在几十亿光年的尺度上呈现丝状纤维丛排列,这种纤维丛便是宇宙长城,拉尼亚凯亚超星系团便是宇宙长城上的节点,而在暗物质和暗能量加起来占宇宙质能总量95%的情况下,由普通物质构成的星系自然不可能塞满全宇宙,所以宇宙长城之间肯定会有很多空隙。

这种空隙便是宇宙空洞,而牧夫座空洞就是就是距离地球最近的一个超级空洞,它内部除了那60个星系外就是暗物质和暗能量了。


其中暗物质负责提供额外的引力让星系不至于解体,暗能量则负责让我们的宇宙加速膨胀,即哈勃和韦伯望远镜看到的:距离地球越远的星系远离地球的速度越快,最终它们会在距离地球140亿光年的地方超过光速,也就是说一旦星系和地球的距离超过140亿光年,地球就和它们永远失去联系了。

就目前的情况下而言

牧夫座空洞并不是唯一的空洞,也不是最大的空洞,宇宙微波背景辐射图的右下角的CMB冷点,才是最大的空洞,被称为Eridanus超级空洞的它,直径达到了5亿光年,由于内部物质稀少所有温度显著低于宇宙其他地方,这才在微波背景辐射图上以蓝色的斑点的形式被天文学家察觉到了。

距离地球最近的空洞是7500万光年外的本地空洞,它的直径大约有1.5亿光年,银河系相对而言比较靠近这个空洞的边缘,在可以预见的未来随着韦伯望远镜的大范围观测,一定还有更多的空洞等待天文学家们去发现。

总的来说

我们对宇宙空洞的了解还很有限,虽然我们能用宇宙标准模型去解释空洞的起因和演化,但在人类文明科技史只有几百年的情况下,人类很难说自己关于宇宙的理论就一定是正确的,比如最近韦伯望远镜的观测结果表明宇宙的年龄可能是267亿年,而不是此前认为的138亿年。


在这种情况下,有关宇宙空洞的研究在未来也许也会迎来新的变数,但不论怎样,人类都不会放弃研究宇宙。

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