宇宙中最大的结构:“武仙-北冕座长城”,它到底有多大?
当我们仰望星空,银河系已让我们感到渺小,但与宇宙中最大的已知结构:武仙-北冕座长城相比,银河系不过是一粒尘埃。武仙-北冕座长城是可观测宇宙中已知最大的单一结构,2013年由美国和匈牙利天文学家团队通过分析伽马射线暴数据发现,它是一个由星系、星系团和超星系团组成的纤维状超结构,类似宇宙中的“高速公路网”,连接着无数星系。
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根据2024年最新观测数据,武仙-北冕座长城的尺寸如下:
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长度:约100亿光年(约30亿秒差距)。
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宽度:约72亿光年(约22亿秒差距)。
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厚度:约10亿光年。
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红移范围:1.6至2.1,距离地球约100亿光年。
相比之下,可观测宇宙直径约930亿光年,武仙-北冕座长城占据其直径的10.7%,相当于1/9的宇宙尺度!
武仙-北冕座长城的发现源于对伽马射线暴的深入研究,伽马射线暴是宇宙中最剧烈的爆炸事件,常由恒星坍缩或中子星合并引发,能量可在数秒内超过太阳百亿年的总输出,2013年,伊斯特凡·霍瓦特团队分析1997-2012年的伽马射线暴数据,发现武仙座与北冕座交界处14次伽马射线暴异常集中,红移值一致,暗示一个巨大的物质富集区。
通过雨燕卫星和费米伽马射线空间望远镜数据,科学家构建了三维星系分布图,揭示了这个超大纤维状结构,2023年,史隆数字巡天进一步确认,其包含约4万亿个类似小麦哲伦星系的星系,质量难以估量。
武仙-北冕座长城是“宇宙网”的一部分,宇宙网是大尺度下星系的分布模式,类似肥皂泡:星系沿纤维状“星系丝”排列,围成“宇宙空洞”,交叉处形成“星系墙”或“超星系团”,长城是最大、最密集的星系丝,由引力束缚的星系群组成,横跨数百亿光年。
相比其他结构:
史隆长城(Sloan Great Wall):长13.8亿光年,仅为武仙-北冕座长城的1/7。
拉尼亚凯亚超星系团(含银河系):直径5.2亿光年,约10万个星系,远逊于长城的4万亿星系。
巨型伽马射线暴环:长57亿光年,面积稍逊。
Ho'oleilana结构(2023年发现):包含武仙-北冕座长城等,可能是更大网络的“外壳”。
武仙-北冕座长城的规模如此巨大,学者甚至怀疑其是否为“统计错觉”。
武仙-北冕座长城的发现动摇了宇宙学原理,该原理认为宇宙在3亿光年以上尺度应均匀各向同性,但长城的尺度是均匀性上限(约1.2亿光年)的8倍,物质密度波动远超预期,更令人困惑的是,其形成时间是宇宙大爆炸后37.9亿年(距今100亿年),远早于理论预测的80亿年以上。
武仙-北冕座长城,长度100亿光年,宽度72亿光年,是可观测宇宙最大的纤维状结构,包含4万亿星系,挑战了宇宙学原理和演化模型,它的发现不仅揭示了宇宙网的宏伟,也提醒我们人类的渺小与好奇的伟大。
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