天文学
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最后更新:2023年12月7日

长城与纤维结构

长城与纤维状结构
宇宙学家为我们宇宙中不同的大尺度结构赋予了名称。宇宙内部由星系团、超星系团、超星系团复合体、宇宙纤维状结构、巨壁和宇宙空洞组成。后发座纤维结构包含后发座超星系团,是CfA2巨壁的一部分。图片来源:知识共享(来源)

什么是长城?

可观测宇宙,即我们可能观测到的宇宙部分,极为广阔。然而,整个宇宙可能远比这更为浩瀚,其在可观测宇宙之外的确切范围尚不可知。

宇宙学家们为这片广袤无垠的空间中的不同结构赋予了名称。宇宙内部由星系团、超星系团、超星系团复合体、宇宙纤维状结构、巨壁以及宇宙空洞所构成。

在宇宙学中,“长城”一词指的是宇宙中几个大尺度结构。这些结构大小达数亿光年,是由星系超团、星系群和纤维状结构、暗物质及气体通过引力相互连接而成的巨大集合体。

最大的长城是赫拉克勒斯-北冕座长城(100亿光年)、巨型大质量星系团(约40亿光年)、斯隆长城(约13.7亿光年)和CfA2长城(约7亿光年)。

对这些结构的研究有助于宇宙学家更好地理解宇宙在大尺度上的形成与演化,以及物质在"时空"中的分布。 宇宙整体是无限的还是有限的,仍是宇宙学中的一个未解问题。

注:我们的银河系并不属于某道“长城”,它只是一个本星系群(包括银河系、仙女座星系、三角座星系及若干矮星系)的成员,这是一个小规模的星系集合。这些星系在引力作用下共同归属于一个名为室女座超星系团的超星系团结构。而室女座超星系团又隶属于一个更为庞大的结构——拉尼亚凯亚超星系团,这是一个由众多超星系团组成的超星系团复合体。

什么是灯丝?

在宇宙学中,纤维状结构是宇宙中最大的结构之一。星系纤维是一种线状结构(在宇宙尺度上),由星系和/或星系团、气体及暗物质组成。我们已知若干长度达数十兆秒差距(3000万至3亿光年)的纤维状结构,例如后发座纤维、英仙座-飞马座纤维、大熊座纤维、天猫座-北斗七星纤维、拉尼亚凯亚纤维、半人马座纤维、室女座纤维等。

拉尼亚凯亚超星系团,作为包含本星系群及银河系的超星系团,并非与单一主要宇宙纤维结构直接关联。其边界由大型纤维状结构界定,并通过这些宇宙纤维与其他超星系团相连。

注:1兆秒差距(Mpc)等于100万秒差距。1秒差距约等于3.26光年,因此1兆秒差距约等于3,260,000光年。

什么是超星系团复合体?

超星系团复合体是一种比星系超星系团更为庞大的宇宙结构。星系超星系团是由引力束缚的星系构成的巨大集合体,而超星系团复合体则是这些大尺度结构的更宏大组合。

就我们所知,鱼鲸超星系团复合体是一个通过大规模巡天观测识别出的巨大宇宙结构。它也被称为拉尼亚凯亚,这是一个夏威夷语词汇,意为"无垠的苍穹"。这个超星系团复合体之所以尤为重要,是因为它包含了我们所在的星系超团——本星系群,而银河系正位于其中。

拉尼亚凯亚超星系团极其庞大,跨度约5亿光年。它汇聚了多个超星系团(室女座超星系团、牧夫座超星系团、巨蛇座超星系团、长蛇-半人马座超星系团等)。

总结

超星系团复合体、宇宙纤维状结构以及巨壁的形成,与宇宙的结构增长过程密切相关。在宇宙的"初始"阶段,物质密度的微小涨落随时间被引力放大,最终形成了这些多样的大尺度结构。暗物质的存在对这些结构的形成起着关键作用——它如同一种"引力胶水",将气体、星系等普通物质吸引并凝聚在一起。

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