最近,一則科學家發現了宇宙牆的「新聞」在網上流傳。照其說法,義大利的科學家在離地球100億光年之外的波江座里,發現了一條橫跨35億光年的真空帶,也就是所謂的宇宙牆。
隨後,中國科學院國家天文台辟謠稱,上述「新聞」塞進了大量誤解和臆想的內容。而所謂的「宇宙牆」實際上是宇宙大尺度結構。
那麼,什麼是宇宙大尺度結構?為什麼人們會誤以為它是宇宙的邊界?
實際是遍布宇宙的「大網」
「宇宙大尺度結構其實就是由星系組成的。」中國科學院國家天文台研究員茍利軍告訴科技日報記者,大尺度結構在宇宙中很普遍。「我們可以把大尺度結構想像成一張網,但與平面的網狀結構不同,大尺度結構是三維的不規則網路。」
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中國科學院國家天文台研究員陳學雷在接受科技日報記者採訪時表示,大尺度結構中存在星系、暗物質、暗能量等。
陳學雷說:「我們原以為宇宙的物質分布是均勻的,但實際上並不均勻——有的地方物質密集,有的地方稀疏。大尺度結構描述的正是宇宙的不均勻狀態。」
按照萬有引力定律,密度高的地方引力作用更強,會把周圍物質吸引過去。密度小的地方引力較小,其中的物質容易被周圍密度高的地方吸走。如同馬太效應,在萬有引力作用的過程中,密的地方會越來越密,稀的地方越來越稀。「星系、暗物質、暗能量密集的地方形成了類似纖維的結構;反之,稀疏的地方形成了空洞,幾乎沒什麼物質存在。」陳學雷告訴記者。
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如果把宇宙中的物質看作一個一個孤立的點,受到密度擾動之後,孤立的點聚在一起就成了一條條線,點幾乎都被吸走的地方就成了空洞。「空洞和纖維結構統稱為宇宙的大尺度結構。」據陳學雷介紹,我們所處的銀河系就位於大尺度結構中的纖維部分。
需要注意的是,大尺度結構是從宏觀角度觀測宇宙時用到的概念,並不是說宇宙中真的存在線條。「比如我們用肉眼觀測葉子脈絡時,看到的是線條,但用顯微鏡觀察這些脈絡時,會發現它們實際上是由細胞組成。只有從宏觀角度講,才有線條之說。」茍利軍強調。
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而所謂的「宇宙牆」說法其實源於人們的誤解。最初,大尺度結構被戲稱為great wall,譯作星系長城或星系之牆。陳學雷談道:「天文學家把大尺度結構稱作great wall,意在突出它的形狀像城牆般蜿蜒,而非指實體意義上厚實的城牆,更不是指大尺度結構起隔離作用。如果當初大尺度結構被描述為長藤或長蛇,也許我們會有另一番理解和想像。」
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