3.3亿光年只有60个星系,牧夫座空洞是怎麽形成的?

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在直径930亿光年的可观测宇宙裡,天文学家已经发现了数千亿个星系,在大部分人的想象裡数千亿个星系一定密密麻麻挤满了整个宇宙,但事实上宇宙中还存在许多星系分佈十分稀少的区域。

这样的宇宙空间一般被称为【空洞】

【宇宙之谜】3.3亿光年只有60个星系,牧夫座空洞是怎麽形成的?

在距离地球7亿光年远的地方有一片直径3.3亿光年的时空区域, 它被称为「牧夫座空洞」,之所以这麽说,是因为天文学家在这裡发现了只发现了 60个星系,而在宇宙其他地方,相同的大小的空间中都存在至少 10000个星系

除了数量稀少外,牧夫座空洞裡的60个星系之间的距离还都在1000万光年以上,相较之下银河系与邻近的仙女座星系间距仅有220万光年。

【宇宙之谜】3.3亿光年只有60个星系,牧夫座空洞是怎麽形成的?

根据以上资料来看,如果牧夫座空洞内的星系上存在智慧文明的话,它们的天文学家大概率会认为宇宙中只有自己这一个星系, 而如果银河系位于牧夫座空洞中心,那麽人类在1960年之前将不会发现任何一个银河外星系。

除了牧夫座空洞之外,2007年美国天文学家还在猎户座西南方的波江座内发现了一个新的空洞。这个距离地球 60亿到100亿光年,长度5亿到10亿光年的「波江座空洞」内部也并非空无一物,而是和此前的牧夫座空洞一样存在若干个星系。

【宇宙之谜】3.3亿光年只有60个星系,牧夫座空洞是怎麽形成的?

从目前的微波背景辐射图来看,宇宙中的「深蓝色冷点」几乎都属于巨型空洞,因为光子只有在经过物质密度极低的区域时能量才会降低,进而在宇宙微波背景辐射图上留下冷点。

宇宙中为什麽会出现这麽多空洞?

【宇宙之谜】3.3亿光年只有60个星系,牧夫座空洞是怎麽形成的?

在宇宙学中有一个概念叫「各项同性」,大意是说从地球向四周观察,我们都能看到数量相差无几的星系均匀分佈在宇宙中,而哈勃望远镜历次「深空场照片」也证实了这一概念。

但事实上哈勃望远镜的深空照片,只是对全天区的一小片(满月的六分之一)进行长时间曝光后的结果,而射电望远镜巡视全天区后所获得的图像则表明, 所有物质并不都会随机均匀分佈,星系们会在[[大尺度]]上会受到引力作用而形成一条条「细丝」, 而后以超星系团为节点,构成「宇宙网状结构」

【宇宙之谜】3.3亿光年只有60个星系,牧夫座空洞是怎麽形成的?

在规模仅次于可观测宇宙的宇宙网上,细丝被称为「宇宙长城」,而细丝与细丝之间的「空旷区域」 就是宇宙空洞。

这些空洞是如何形成的?

【宇宙之谜】3.3亿光年只有60个星系,牧夫座空洞是怎麽形成的?

在宇宙学模型裡,可被观测到的 「重子物质」(普通物质)只占4.9%,占比26.8%的暗物种和占比68.3%的暗能量才是宇宙主流,其中暗物质为星系提供了额外的引力,确保它们不会分崩离析,暗能量则在[[大尺度]]上抵消了引力,使得宇宙正在加速膨胀。

但对于星系以及星系团来说,宇宙本身的膨胀与否并不会迅速波及到它们,真正能决定天体系统命运的只有引力。

【宇宙之谜】3.3亿光年只有60个星系,牧夫座空洞是怎麽形成的?

138.2亿年前的宇宙大爆炸发生后, 对称性破缺让正反物质并未完全湮灭,造就了后来的物质宇宙,而物质又被引力所支配著,引力让氢元素凝聚成恒星,让恒星集结成星系,星系们则在宇宙膨胀和暗物质的作用下,成为一条条「纽带」,最终形成了今天看到的宇宙网。

宇宙网的形成,本质上是因为普通物质无法佈满全宇宙,毕竟在暗物质和暗能量面前占比4.9%的普通物质只能被支配,而无法主动去塑造宇宙的模样。

【宇宙之谜】3.3亿光年只有60个星系,牧夫座空洞是怎麽形成的?

牧夫座空洞的「误会」

【宇宙之谜】3.3亿光年只有60个星系,牧夫座空洞是怎麽形成的?

牧夫座空洞在网上经常「被和」巴纳德68星云搞混,因为巴纳德68是一个暗星云,从外表上和「宇宙空洞」十分相符,但事实上巴纳德68距离地球只有400光年, 真正的「暗区直径」也不过0.5光年,所以大家千万不要再将巴纳德68暗星云误认为是牧夫座空洞了。

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天文科普宇宙之谜

地球已自转了45亿年,为什麽至今仍未停下来?能量来自哪裡?

2021-4-18 23:24:11

宇宙之谜

最新研究表明:我们可能都错了!宇宙可能是一个巨大的循环

2021-4-20 23:02:54

1 条回复 A文章作者 M管理员
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