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巨引源宇宙中的终极力量与奥秘0

发布时间:2019-12-10 14:39:09 阅读: 来源:化学试剂生产家厂家

巨引源(The Great Attractor),顾名思义,这是一个难以想象而又无比巨大的引力来源,但不知道宇宙深处的它究竟是什么,然而它却吸引着整个银河系以每小时220万公里的速度在宇宙中狂奔。如果地球以这个速度运行,18天就能绕太阳一圈,若想达到这种效果,这个异常引力源的质量需要相当于2万多个银河系才行。

大爆炸理论告诉我们宇宙的膨胀在各个方向上是均匀的,银河系两边的星系远离的速度应当是差不多的,在这样一个参照系中银河系几乎是没有净运动的。但是在20世纪70年代,天文学家描绘详细的宇宙微波背景辐射图时发现,银河系一侧的温度比另一侧略微高了一点点,而这种差异意味着银河系在宇宙中处于高速运动状态,大约以每秒600公里的速度向着另一侧运动。这是一个相当高的速度,因为第一、二、三、四宇宙速度分别仅为7.9Km/s、11.2km/s、16.7km/s、120km/s。

难道在银河系的另一侧隐藏着极为庞大且高度密集的超星系团吗?非常不巧的是,这个方向被银河系自身所遮蔽而难以观测,其中密布的尘埃和气体使得来自遥远宇宙的可见光难以穿透,阻碍了天空中约20%的观测范围,这片区域被称为隐匿带。#p#分页标题#e#

虽然隐匿带阻挡了大部分可见光,但气体和尘埃并不会阻挡太多的红外线和X射线,而在无线电的波长上银河系几乎是透明的,特别是针对由中性氢原子组成的并不明亮的星际云辐射出的21厘米波长信号的观测发现了很多新星系。

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随着X射线、红外线与射电望远镜技术的发展,对星系团的组成和整体运动模式的了解不断深入,80年代中期天文学家确认银河系与邻近的数万个星系都在以很高的速度向南天半人马座方向的一个未知引力源运动,因为与引力源的角度偏差和运动方向不同,星系的运动速度从+700km/s到-700km/s不等,并且几亿光年范围内的数百万个星系都可能受到它的影响,天文学家将其命名为“巨引源”。

巨引源距离银河系1.5~2.5亿光年,位于这部分空间中心区域的是矩尺座星系团(Norma),虽然这是一个巨大而密集的星系团、且周围星系都在朝向它运动,但是这部分空间内聚集的质量只有最初估计的十分之一,远不足以产生如此巨大的引力,无法解释周围星系的完整运动。也就是说,仅凭巨引源所处范围内存在物质产生的引力,不足以使银河系达到每秒600公里的速度向其运动。#p#分页标题#e#

于是,天文学家将目光移向了巨引源背后更为广阔的空间,距离6.5亿光年远的夏普利超星系团是邻近空间中星系最为密集的一个超星系团,质量相当于银河系的10000倍、是巨引源区域观测到质量的4倍。而银河系与周边星系、包括巨引源本身,都被拉向了夏普利超星系团。

这说明银河系的运动受到比巨引源更遥远星系结构的影响,夏普利超星系团附近的其它星系集群也都在通过各自的引力产生着或多或少的影响,星系运动是极大空间尺度上引力共同作用的复杂结果。#p#分页标题#e#

但是,截至目前的发现仍不足以完全解释巨引源存在的奥秘,它在本质上究竟是什么或者是一种什么现象呢?若要对此进一步了解,就需要从更大尺度上观察整个宇宙的结构。

整个宇宙的结构在已知的范围内是分层的,只是这个尺度无比巨大、远远超出了最初的想象,每一层级结构中的成员通过引力来维系彼此间的整体关系。例如,太阳与地球、金木水火土等行星及柯伊柏带组成了太阳系。#p#分页标题#e#

银河系与仙女座星系等50多个星系组成了本星系群,直径大约1000万光年,引力中心位于银河系与仙女座星系之间。

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而本星系群与室女座星系团等大约100个星系群及星系团,组成了室女座超星系团,直径约为1.1亿光年,引力中心位于室女座星系团附近。

在很长一段时间内,人们认为室女座超星系团就是银河系所在的、能够依靠引力约束在一起的、最大的本地星系团结构了,也就是本超星系团。但是在天文学家进行的一项为了揭示暗物质在宇宙空间分布的研究中,他们通过测量分析星系的本动速度描绘了星系的运动详图,在大量星系运动数据的基础上就获得了大尺度上的星系流。(星系的实际运动速度是在引力效应作用下产生的速度与宇宙膨胀带来的速度之和,纯粹由相互引力作用产生的速度即为星系的本动速度。例如对宇宙膨胀速度进行精密计算,一个325万光年外星系的速度大约应当是每秒70公里;但若通过测量星系红移得到的速度是每秒60公里,就可以反过来推算出这个星系周围引力作用的集合使它产生了每秒10公里的本动速度。虽然可以这样简单的来理解本动速度,但在仅以地球为基点对整个宇宙空间进行的实际测量中困难重重、误差也不小。)#p#分页标题#e#

上图中的黑点是银河系,蓝色表示星系密度低、绿色中等、红色为高,白色的细丝揭示了星系向引力中心移动的路径。虽然对整个天球上星系分布的坐标图绘制了很多,但这是第一次通过追踪星系间的相互引力、在大尺度上详细描绘出了星系间的引力作用,可以清晰的看出都有哪些星系、星系群、星系团依靠引力结合在一起、形成一个超级整体结构。星系的位置和运动或者会随着宇宙的膨胀而远离、或者会因为引力的作用而逐渐聚拢,在宇宙膨胀导致的远离运动显著受到引力聚拢作用影响的位置,就可以确定出超星系团的边界。

先前被认为是各自分离的室女座超星系团、长蛇-半人马座超星系团、孔雀-印第安超星系团等,现在都因为这项惊人的发现而全部归属于这个2014年被定义的新的超星系团,天文学家将其命名为“拉尼亚凯亚超星系团”。这个词来自于夏威夷语,意为“无尽的天堂”,这个名称用来向借助天文知识在太平洋中航行的波利尼西亚人致敬。#p#分页标题#e#

拉尼亚凯亚超星系团由大约300~500个已知的星系团和星系群组成,包含了约10万个星系,直径达到了5.2亿光年。在一个超星系团范围内,大多数星系的运动都会朝向它的质量中心,而在拉尼亚凯亚这个质量中心就是巨引源所在的区域。

天文学家认为巨引源并非是某种特别的东西,而是一个特殊的位置,它就是拉尼亚凯亚这个超星系团的引力中心,而目前这一核心区域恰好正被矩尺座星系团占据着。#p#分页标题#e#

银河系与仙女座星系正随着本星系群的收缩而逐渐向中心位置聚拢,本星系群又与其它相邻星系群及星系团向着室女座超星系团的中心运动,而室女座超星系团与长蛇-半人马座超星系团、孔雀-印第安超星系团及其余数百个星系团又都在向拉尼亚凯亚超星系团的质量中心——巨引源运动着。

星系的运动就像水流顺着山谷向下流淌,巨引源则是这个引力谷的最幽深之处,其引力效应穿透了5亿光年范围的整个拉尼亚凯亚超星系团。然而,若要彻底的理解巨引源可能还需要几年的观测研究,也需要现有理论的进一步深入与扩展。#p#分页标题#e#

更加令人费解的是,整个拉尼亚凯亚超星系团也在向着夏普利超星系团运动着,邻近的其它超星系团也通过引力产生了或多或少的影响,这意味着夏普利和拉尼亚凯亚这两个超星系团很有可能是更复杂的、再上一级结构的组成部分,在已经达到了10亿光年的尺度上,还继续存在无限可能吗?

1989年之前通常认为星系团是宇宙中存在的最大结构,并且在整个宇宙的各个方向上或多或少都是均匀分布的,但是自80年代初以来像大型类星体、超星系团复合体、没有星系存在的巨大虚空等越来越多的大型结构陆续被发现了。1989年发现了“CfA2长城(Great Wall,或译为巨墙)”,这是由星系组成的长达5亿光年、宽2亿光年、厚1500万光年的巨大纤维状结构;2003年发现了长达14亿光年的史隆长城,2007年发现了一个可能跨越了10亿光年空间的超级空洞,2011年发现的一个大型类星体群组直径达到了惊人的21亿光年,然而2013年发现的40亿光年跨度的大型类星体群组刷新了这个记录,同年在差不多100亿光年远的地方发现的武仙-北冕座长城延伸的长度达到了不可思议的100亿光年。。。#p#分页标题#e#

星系在宇宙中不是均匀分布的,在大尺度上呈现出连续的纤维状结构,这是目前已知的最大结构,巨大的如同气泡一样的空洞分隔开片状和丝状的星系纤维,而超星系团就像是偶尔出现的相对更密集的节点。

超星系团和纤维状结构作为层级结构的最顶层,再往上似乎就没有连续的结构了,这种现象被称为“伟大的结局(end of greatness)”。但以当前的观测能力,尚无法详细的描绘出更大尺度的宇宙空间以及最终的结构,也就难以确定伟大的结局是否已经到来。#p#分页标题#e#

宇宙的年龄估计约为138亿年,可观测宇宙的半径是465亿光年,真实宇宙的大小可能是10倍、250倍或更高的数量级;不过,如果宇宙是有限但却无界的,那么还可能会比可观测宇宙要小,光线可能会在弯曲的时空内环绕宇宙一周后到达观测者,所看到的遥远星系实际上可能是临近星系在几十数百亿年前映射的幻像。

受到可观测宇宙大小的制约,想要在整个宇宙层面上完整的观测到全局结构几乎已经是一个不可能实现的事实了,但通过其它的方法与理论似乎能够绕过这个限制而打开新的局面,从而揭开宇宙的终极奥秘,例如弦论(或M理论)构建的膜世界宇宙。

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简单的来说,两张具有弹性的膜在几万亿年发生一次碰撞的地方产生了巨大的能量,将巨量的物质和高温辐射沉积在了每一张膜上(这与暴涨理论中从奇点瞬间爆炸出来的物质和辐射的性质差不多),量子涨落使物质和辐射产生了各向异性,当膜从碰撞中弹开的时候就开始膨胀并冷却,物质逐渐汇聚形成恒星与星系,宇宙在这个过程中诞生了。在接下来的几万亿年中始终在膨胀,三维空间被极度拉伸,物质与辐射被充分稀释,于是这个膜上的宇宙似乎又回到了碰撞发生之前的初始状态,完成了初始碰撞之后的反弹,再次向着另一张邻近的膜飞去。。。“砰!!!”。。。又一个新宇宙诞生了。。。循环往复,无穷尽也。

这种高度理论性的想法能够带来新的启发方式,例如在这里空间是一张膜、是一种真切存在的实体。还有科学家提出并试图验证空间也与其它物质拥有相似的性质,具有不可分割的最小单位,由这种基本单元构成了宇宙的空间。不过膜理论也带来了一个新的巨大问题,膜世界究竟是什么样子的、又是如何形成、存不存在更高一级结构?这似乎陷入了一个无限套娃的困境中,宇宙无论是循环不止的、还是拥有一个开端、有限还是无限,似乎都是一个不可想象、永远也无法彻底理解的问题。#p#分页标题#e#

宏观尺度上的探索对于观测能力而言是有上限的,那么也可以通过对微观粒子世界的研究来揭示物质的终极本质,再反过来推演宇宙形成和演化的奥秘。然而不幸的是,下探到量子世界以后,波诡云谲的粒子开始变得飘忽不定、无视时空、无处不在而又面目全无,连客观实在性似乎都消失了。

虚幻的量子波动只有交织纠缠在一起之时,三维世界才从混乱中浮现而出,真实得无以复加、豪厘毕现但却半分也不能跨越,而人类的肉体与灵魂恰恰禁锢于此。#p#分页标题#e#

还是回到纸醉金迷的现实世界感觉比较踏实,只是财富的重要性就凸显了出来,如果拥有了一整颗星球的钻石。。。做梦都会笑醒啊~~

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中低质量的恒星在度过生命期中的主序星阶段、结束氢聚变反应之后,将在核心进行氦聚变而生成碳和氧,并膨胀成为一颗红巨星;如果红巨星没有足够的质量产生能够让碳燃烧的温度,碳和氧就会在核心堆积起来;红巨星爆发时,会把核心以外的物质都抛离本体,残留下来的内核就是白矮星。二十世纪六十年代有天文学家预测,当白矮星冷却时,其核心会开始结晶,高温高压下的碳就结晶成了金刚石。距离地球40光年,位于半人马座的一颗直径4000公里的白矮星(BPM 37093),天文学家推算出它的核心已经结晶了,存在着10的34次方克拉的钻石。这颗超大个的钻石之星可能离得确实有些远,但不要急,50亿年之后太阳也会蜕变成一颗白矮星;到那时,太阳系的中心就只剩下一颗大钻石了。。。不过,地球就............

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