宇宙知識

不可思議的宇宙構造

20世紀80年代天文學的重大成就之一,是對宇宙大尺度結構有了進一步的了解。我們的宇宙是由尺度為上億光年的物質聚集區——超星係團和尺度與之相當卻異常空虛的“巨洞”區域交織構成的,超星係團往往就是巨洞的邊。星係和星係團的形成,目前有兩種互相對立的理論,一種認為先形成星係,然後眾多的星係彼此吸引而聚集成星係團;另一種理論即“薄餅模型”。該理論認為在早期宇宙中先形成星係團或超星係團那樣的巨大物質集團,它們坍縮成扁平的片狀結構,即所謂的“薄餅”,其中的物質後來再碎裂形成星係。這兩種理論都需要再進一步證實。

1978年,人們首次發現的室女座超星係團中有一個尺度達上億光年的無星係空區。1980年,又在英仙座超星係團中發現一個尺度為1億光年的類似星區。此類大尺度的無星係空區即稱“巨洞”。1981年人們曾在牧夫座發現一個體積達1025立方光年的巨洞,係迄今所知的最大巨洞,它大致呈現球狀,直徑3億多光年,其內部未發現正常的亮星係。後來在該巨洞中發現了少數異常天體,均為發射星係,估計那裏的星係總密度約為正常情況下的10%。巨洞中缺少發光星係,但不缺乏不可視物質。

1987年1月,在3個遙遠星係團的中心區各發現一個非常巨大的發光弧,這些巨弧寬逾3萬光年,長度超過30萬光年。每個弧都是一個圓心位於某亮橢圓星係的圓的一段。它們可能象征著宇宙中以前未知的某種物理結構。巨弧的像呈藍色,它們由大質量的恒星構成。由於它們的亮度和顏色都很均勻,且有清晰的邊緣和端點,所以不會起源於兩個或多個星係的碰撞。在宇宙史早期此類巨弧可能更為普通。