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宇宙由什么构成:超星系团、星系团、星系群和星系

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发表于 2015-12-22 01:01:15 | 显示全部楼层 |阅读模式
宇宙的大尺度结构是由巨洞和纤维状结构构成的,而后者又可依次分解为超星系团、星系团、星系群和星系。在相对较小的尺度上,我们知道星系是由恒星及其臣民构成的,而太阳系就是其中之一。
通过这样的层次结构划分,我们可以对每一个宇宙要素在宇宙中所扮演的角色,以及它们在宇宙中的行为有清晰的形象化理解。这就像我们观察微观世界,分子可以分解为原子;原子可以分解为质子、电子和中子;质子和中子又可分解为夸克,等等。
但是在非常大的尺度上,宇宙是怎样的呢?宇宙的大尺度结构是什么?超星系团、纤维状结构和空洞究竟是什么?让我们从星系群开始了解,逐渐把目光投向更大的结构。


疑问:再次听到了暗物质这个词汇。很乐意参与这样的讨论。何为暗物质。为什么这些星系团没有分崩离析就能说明暗物质的存在。是暗物质使他们聚集在一起了么?我不这样认为。如果分崩离析。那只能说明彼此间的引力作用到之后由于惯性照着原来受到的力的方向朝着原始的运动方向前进了。但是文中包括N多数据和模拟不是已经表示他们之间彼此的引力还不足以大到牵扯到彼此么。那为什么我们会觉得这些星系作用到彼此了?所以才会分崩离析?这是人类一厢情愿这么想的么?如果没有受到束缚那就没有必要讨论是否逃逸和分崩离析。也就是说即使照着每个星系的原始运动状态和意愿它们就是不愿意分崩离析不可以么。跟暗物质又有什么关系呢。暗物质的概念是怎么定义的?看不见摸不到。


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左图为钱德拉 X 线空间望远镜拍摄的阿贝尔 85 星系团。右图是 9 亿年、32 亿年和 137 亿年(今天)时宇宙结构的生长变化。- 钱德拉 X 线空间望远镜


虽然有些星系离群索居,但是大部分还是被星系群和星系团束缚在一起。星系群相对较小,通常由 50 个以下的星系构成,直径可达 600 万光年。银河系所在的星系群成员实际上只有 40 个。
一般来说,星系团是由 50 到 1000 个星系构成的,直径可达 200万至 1000 万个秒差(1 秒差 = 3.26 光年)。星系团有一个极为异常的特征,其成员星系的运动速度总是太快,仅靠引力根本无法把它们束缚在一起……但实际上它们却并没有因此分崩离析。

暗物质理论由此开始。据信是暗物质提供的额外引力,使它们能够聚集在一起。
大量的星系群、星系团和星系所构成的,是一个更大的结构——超星系团。超星系团是我们在宇宙中发现的最大结构之一。


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斯隆巨壁(左下方)。- 维基百科


经人类确认的最大单一结构是所谓的“斯隆巨壁(斯隆长城,Sloan Great Wall)”,这是一大片长约 5 亿光年的星系。它的宽度为 2 亿光年,但厚度只有 1500 万光年。


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大尺度宇宙结构中光的分布。- 维基百科

在现今设备观测能力的极限上,我们所能看到的最高级别宇宙结构有两种形式。一种是线状的,被称为纤维状结构,它们由孤立星系、星系群、星系团和超星系团构成。遍布在这些纤维状结构之间的,则是被称为巨洞的巨大气泡状空间。


文/John Carl Villanueva
译/老孙


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