探寻宇宙构成的奥秘

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  宇宙是由什么构成的?千百年来科学家一直在寻找答案。行星、恒星、星系等为人们所熟悉,然而,宇宙中还有许多罕见且令人叹为观止的结构。近日,一个国际研究小组利用宇宙三维地图,发现了迄今为止最大的宇宙结构之一——“南极墙”。

  “南极墙”位于南天的天顶方向,包含了数十万个星系、长达14亿光年。“类似于‘南极墙’的宇宙大尺度结构,是宇宙中一些密度较高的区域。”据中国科学院国家天文台研究员陈学雷介绍,这些区域的星系密度要比其他区域更高,且成丝状连接结构,比我们目前观测到的最大星系团结构还要大得多。

  像“南极墙”这样的巨大宇宙结构,虽然罕见却并非个例。2003年,科学家发现了一个被称为“史隆长城”的巨大丝状结构,长度可达13.7亿光年。2013年,天文学家在寻找伽马射线暴时,意外发现了一个巨大的结构,其长度可达100亿光年,相当于目前可观测宇宙半径的20%,这就是迄今发现的最大宇宙结构——武仙—北冕座长城。

  这些宇宙中的“庞然大物”从何而来?“根据目前的观测,人们推测宇宙早期的分布是比较均匀的,但也有一些微小的不均匀性,被称为原初扰动。”陈学雷表示,由于万有引力,密度较高的区域会产生较强的引力,将周围物质吸引过来,逐渐形成了星系以及更大尺度的结构。这些大尺度结构相互吸引、相互聚集,引力作用让它们克服了宇宙的膨胀效应,从而形成了一个松散的结构系统。

  现代宇宙学表明,宇宙是由暗物质、暗能量主导的,但暗物质究竟是什么,目前不得而知。而如“南极墙”等宇宙大尺度结构中,很可能藏匿着大量的暗物质,是研究宇宙演化历史的重要探针。正因如此,对于“南极墙”的研究既关乎银河系,也可能为我们寻找暗物质指路。这项研究还需科学家进一步努力。

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