宇宙中的層級(jí)結(jié)構(gòu)一直以來都是天文學(xué)家們關(guān)注的焦點(diǎn)。我們知道,太陽系位于銀河系內(nèi),而銀河系則是位于本星系群中。進(jìn)一步往上推,我們有本星系團(tuán)和超星系團(tuán)。通過對(duì)哈勃望遠(yuǎn)鏡和韋伯望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)結(jié)果的統(tǒng)計(jì)和歸納,天文學(xué)家們發(fā)現(xiàn),在幾十億至幾百億光年的尺度上,數(shù)千億個(gè)星系呈現(xiàn)出了復(fù)雜的纖維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。這張網(wǎng)中的每個(gè)亮點(diǎn)都代表著一個(gè)超星系團(tuán),而亮點(diǎn)與亮點(diǎn)之間的細(xì)絲則由數(shù)百億個(gè)星系組成,形成了被稱為宇宙長(zhǎng)城的超級(jí)結(jié)構(gòu)。銀河系只是宇宙長(zhǎng)城中的微不足道的一部分。
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最近,通過射電望遠(yuǎn)鏡的觀測(cè)結(jié)果,科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了一些橫跨數(shù)百億光年的宇宙長(zhǎng)城之間的微弱光芒。這些光芒由不知名的震波驅(qū)動(dòng),在宇宙長(zhǎng)城內(nèi)部縱橫交錯(cuò)的網(wǎng)絡(luò)中傳播。
綜合射電望遠(yuǎn)鏡的觀測(cè)數(shù)據(jù),天文學(xué)界初步認(rèn)為這些神秘的震波源于宇宙中大質(zhì)量天體系統(tǒng)的合并。這里所指的大質(zhì)量天體系統(tǒng)并不是銀河系,也不是銀河系之上的本星系群,更不是本星系團(tuán),而是室女座超星系團(tuán)和夏普力超星系團(tuán)之間的碰撞。
室女座超星系團(tuán)直徑達(dá)到1.1億光年,內(nèi)部包含了4.7萬個(gè)星系;夏普力超星系團(tuán)直徑達(dá)到1.2億光年,內(nèi)部包含了8萬個(gè)星系。在可觀測(cè)宇宙直徑不足930億光年的情況下,這兩個(gè)天體系統(tǒng)能夠引起的擾動(dòng)范圍相當(dāng)于全宇宙的千分之二左右。只有這種跨越數(shù)億光年的天體系統(tǒng)碰撞,才能在宇宙長(zhǎng)城中產(chǎn)生擴(kuò)散的震蕩波。然而,比宇宙長(zhǎng)城內(nèi)的震蕩波更令天文學(xué)家們著迷的是宇宙長(zhǎng)城之間的空洞。
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正如我們之前提到的,宇宙在大尺度結(jié)構(gòu)上呈現(xiàn)出纖維狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。這表明構(gòu)成星系的物質(zhì)只占很小一部分,而主導(dǎo)宇宙長(zhǎng)城的是空洞。這些橫跨數(shù)億光年的虛空中隱藏著宇宙最大的秘密,涉及到暗物質(zhì)和暗能量的奧秘。
根據(jù)目前的宇宙學(xué)模型,我們所能探測(cè)到的物質(zhì)被稱為重子物質(zhì)。這些物質(zhì)構(gòu)成了宇宙中的星系、星云、恒星、行星以及我們?nèi)祟悺?/p>
重子物質(zhì)只占據(jù)了宇宙能量總量的4.9%。在它之外,暗物質(zhì)占據(jù)了26.8%,而暗能量占據(jù)了68.%。暗物質(zhì)和暗能量是宇宙中的兩個(gè)未解之謎。暗物質(zhì)是一種不與電磁輻射相互作用的物質(zhì),目前只能通過其對(duì)引力的影響來間接探測(cè)。暗能量則是一種推動(dòng)宇宙加速膨脹的能量形式,其性質(zhì)和來源仍然不為人所知。
在宇宙的大尺度結(jié)構(gòu)中,空洞是由暗物質(zhì)和暗能量的分布所形成的。這些空洞是宇宙中物質(zhì)密度較低的區(qū)域,相對(duì)于周圍的宇宙空間,它們被認(rèn)為是真空或極其稀薄的區(qū)域。這些空洞的形成可能與宇宙早期的密度漲落以及暗能量的作用有關(guān)。
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盡管我們對(duì)宇宙長(zhǎng)城和空洞有了初步的認(rèn)識(shí),但對(duì)它們的形成和演化仍存在許多未解之謎?茖W(xué)家們正在利用觀測(cè)數(shù)據(jù)、數(shù)值模擬和理論研究等手段來深入研究宇宙的大尺度結(jié)構(gòu)。希望隨著技術(shù)的進(jìn)步和觀測(cè)的深入,我們能夠更加全面地理解宇宙中最高層級(jí)的天體系統(tǒng)以及其中隱藏的奧秘。