我们的宇宙是在大约 138 亿年前通过称为大爆炸的过程创造的。 这一理论已被科学界普遍接受,但许多来自不同科学领域的人士仍持怀疑态度。 最近,天文学家又发现了一项证据。 在距离银河系不远的地方,他们发现了大爆炸的遗迹。

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大爆炸的残余物是一个巨大的星系团。 星系团在宇宙中并不罕见,但这个星系团却特别特殊。 其中的星系呈现出一种特殊的排列方式,呈巨大的气泡状结构,这符合一种叫做重子声学振荡(BAO)的定律,然后这些就是大爆炸留下的远古声波“化石”。

这项研究由夏威夷大学的天文学家布伦特·塔利领导,将这个星团命名为“Ho’oleilana”。 这个名字来源于夏威夷语,其起源是背诵的关于宇宙结构形成的诗《Kumullipo》。 可以说是一个非常恰当的名字。

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经过观察,研究人员发现Ho’oleilana的直径达10亿光年,其大小令人咋舌。 相比之下,在网络上非常有名的拉尼亚凯亚超星系团(银河系所在)的直径只有5.2亿光年。 值得一提的是,拉尼亚凯亚超星系团也是这个研究小组发现的。

据报道,研究人员并未通过观察发现这种结构。 他们原本想绘制一份星表,名为“Cosmic Flow-4”。 在此过程中,他们需要使用八种不同的方法来测量天空。 迄今为止最准确的特定区域内 55,877 个星系距离的地图。

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在此过程中,研究人员将观测大量星系并测量它们的距离以了解它们的分布。 在这个过程中,他们意外地发现大量的星系似乎聚集成一个更大的宇宙结构,即Ho’oleilana。

研究人员回顾了以往的研究成果发现,早在2016年,著名的斯隆数字巡天项目就发现了Ho’oleilana存在的线索,但当时人们还没有将它与BAO联系起来。 直到这次,他们对这里进行了系统的研究和分析,才露出了它的真面目。

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像Ho’oleilana这样的重子声波振荡是宇宙中最大的结构,通常包含许多超星系团,每个超星系团包含约10个星系团,跨度约2亿光年。 星系的结构在人眼中已经是极其庞大了,而BAO包含了如此之多的星系,可见其规模确实是无与伦比的。

虽然霍奥莱拉纳是一个新发现的宇宙结构,但其中的许多天体对于天文学爱好者来说都是熟悉的——

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Ho’oleilana看起来像一个巨大的环形结构,但这只是因为我们的视角看不到它的三维结构。 研究人员指出,它实际上是一个球形。 在这个球形结构内,星系的密度相对较大,尤其是在结构的中心。 这是重子声振荡的特征之一。

那么,所谓的重子声振荡究竟是如何产生的呢? 它和宇宙大爆炸有什么关系?

我们知道,宇宙刚诞生时,由于物质密度极高,温度极高。 在这样的温度下,即使是原子也无法稳定存在,整个宇宙都充满了等离子体,其行为就像流体一样。 在宇宙局部,引力引起的向内拉力和辐射引起的向外压力相互拉锯,形成向外传播的球形声波。

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直到大爆炸后38万年,宇宙温度降至3000℃左右,原子终于能够稳定存在,“等离子体宇宙”终于退出历史舞台。 这时,声波向外的振荡也停止了,它所形成的巨大波纹的大小取决于声波在等离子体中传播的速度。 根据天文学家的计算,这种涟漪的直径应该约为4.9亿光年(150兆秒差距)。

BAO不仅可以帮助人类了解宇宙的历史,而且还是测量天体之间距离的精确工具。 由于它的大小是人类已知的,因此只需通过其视觉效果的大小就可以推断出它与地球之间的距离。 通过这个距离,天文学家可以进一步推测宇宙膨胀的速度。

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然而,根据研究人员的观测,Ho’oleilana的直径达到了惊人的10亿光年,远远超出了之前的预期。 如果它是按照天文学家目前的理论形成和演化的,那么这意味着它比我们想象的更接近地球,距离只有大约8.2亿光年。 在宇宙尺度上,这个距离确实是比较小的。 天文学家在宇宙中发现了许多 BAO,但这是第一个距离 Ho’oleilana 如此近的 BAO。

如此近的距离不仅使天文学家能够进行更精确的观测,而且还表明宇宙正在以比想象的更快的速度膨胀。

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研究人员表示:由于Ho’oleilana的质量比理论上的BAO更大,他们不得不重新计算宇宙的膨胀率。 在此之前,天文学家通过其他方法计算出的数据为每兆秒差距67至74公里。 然而,利用Ho’oleilana计算的结果显示,宇宙的膨胀速度为每兆秒差距76.9公里,这也超出了之前的数值范围,让科学家们感到困惑。

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相关研究成果发表在《天体物理学杂志》上。 研究人员将继续观察和分析,或许能够发现更多关于宇宙诞生的秘密。

作者 admin