原创 已知宇宙中最大的结构——“武仙-北冕座长城”,它到底有多大?
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2025-04-29 10:40:22
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大家好,我是魅力科学君,今天我们来聊一下已知宇宙中最大的结构——“武仙-北冕座长城”(Hercules-Corona Borealis Great Wall)。好的,咱们不说废话,这就开讲。

天文学中的“长城”,指的是由数量超级多的星系构成的巨型纤维状结构(其包含的星系数量可以高达上亿个),在过去的日子里,科学家已经发现了不少这样的结构,而其中最大的,就是“武仙-北冕座长城”。

这个巨型结构的发现,其实是来自基于“伽马射线暴”(Gamma Ray Burst)的观测。顾名思义,“伽马射线暴”就是伽马射线的集中爆发,这是已知宇宙中一种极为高能的事件,在短时间之内,其释放的能量,甚至可以超过太阳“一生”所释放出的能量之和,也正因为如此,即使隔着上百亿光年,我们都可以观测得到。

“伽马射线暴”通常源于超新星爆发、中子星合并等极端事件,由于这样的事件是由大质量恒星产生的,大质量恒星的形成又需要大量的物质,而这种条件,基本上只有在恒星云集的星系中才会具备,因此“伽马射线暴”在天空中的分布,就成了示踪遥远星系的有力工具。

早在2013年,科学家就通过分析当时已知的“伽马射线暴”观测数据,发现武仙座与北冕座之间,存在着一片“伽马射线暴”异常密集的区域,而这也让科学家首次意识到,那里有一个极为庞大的宇宙结构。

这个宇宙结构后来就被称为“武仙-北冕座长城”,那么,它到底有多大呢?对于这个问题,在2014年的时候,科学家给出的估算是:它是一个巨型纤维状结构,距离我们大约100亿光年,其“厚度”约10亿光年,“宽度”最大可达72亿光年,“长度”更是高达100亿光年左右。

这是什么概念呢?这样说吧,由于光速的限制,我们其实只能看到宇宙中的一部分,这部分宇宙也被称为“可观测宇宙”,根据科学家的测算,“可观测宇宙”是一个以地球为中心,直径约为930亿光年球体空间,也就是说,“武仙-北冕座长城”的“长度”,大概相当于整个“可观测宇宙”的10分之1。

如此庞大的规模,使得“武仙-北冕座长城”在当时就被认为是已知宇宙中最大的结构。但这还没完,因为在接下来的日子里,相关的研究一直在进行之中,引人注目的是,一项近日发表在预印本服务器(arXiv)上的新研究表明,“武仙-北冕座长城”的规模,可能比之前估算的还要大。

根据介绍,此次研究使用了近些年来所积累的数量更多、质量更高的“伽马射线暴”观测数据,从而更加精准地确定了“武仙-北冕座长城”到底有多大。

研究结果是令人吃惊的:这个巨型结构的“长度”可能不是之前估算的100亿光年,而是达到了150亿光年左右,而这样的“长度”,大概相当于整个“可观测宇宙”的6分之1。

要知道“武仙-北冕座长城”远在100亿光年之外,这就意味着,我们现在看到的,其实是它100亿年前的样子,而根据目前的主流理论,宇宙诞生于大约138亿年前的“大爆炸”,也就是说,在宇宙诞生后大约38亿年时,这个巨型结构就已经存在了。

研究人员表示,以我们现有的宇宙学来讲,在“短短”的38亿年的时间,根本就不足以形成规模如此巨大的结构,所以如果此次研究得到后续的证实,那就意味着我们需要对现有的宇宙学进行修正,甚至还可能需要提出全新的理论,才能合理解释这种庞然巨物到底是怎么形成的。

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