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宇宙中有哪些超出常人想象的现象?

本帖由 漂亮的石头2023-05-21 发布。版面名称:知乎日报

  1. 漂亮的石头

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    [​IMG] 宇宙-观察

    太阳系的上级是银河系,银河系的上级是本星系群,再往上是本星系团,超星系团,但你否想过,宇宙最高层级的天体系统是什么呢?

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    根据哈勃望远镜和韦伯望远镜的观测结果,天文学家在统计归纳了数千亿个星系后,发现这些星系在几十亿到几百亿光年的尺度上,呈现出了复杂的纤维网状结构,这张网里的每一个亮点就是一个超星系团,亮点和亮点之间的细丝则是由数百亿个星系组成的,被称为宇宙长城的超级结构,而银河系只是宇宙长城中的一粒沙子。

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    最近的一项射电望远镜观测结果还表明:若干条横跨数百亿光年宇宙长城之间,还存在着一种神秘的微弱光芒,这些光芒由不知名的震波驱动,在宛如蚂蚁洞穴内部纵横交错的网络中传播,那么这种沿着宇宙长城传播的带电粒子来自于何方?

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    综合射电望远镜的观测数据,天文学界初步认为这种神秘的震波源于宇宙大质量天体系统之间的合并,这里的大质量天体系统不是说银河系,也不是银河系之上的本星系群,更不是本星系团,而是指室女座超星系团和夏普力超星系团这种天体系统之间的碰撞。

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    其中室女座超星系团直径 1.1 亿光年,内部包含了 4.7 万个星系,夏普力超星系团直径 1.2 亿光年,内部包含了 8 万个星系,在可观测宇宙直径不过 930 亿光年的情况下,这两个星系团能搅动的范围相当于全宇宙的千分之二左右,也只有这种横跨数亿光年的天体系统之间的碰撞,产生的震荡波才能沿着宇宙长城在全宇宙扩散。​

    然而比宇宙长城内的震荡波更令天文学家着迷的,是宇宙长城之间的空洞。

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    上面我们提到过,宇宙在大尺度结构上呈现纤维网络结构,既然是网络,那就说明构成星系的物质们只占了很小的一部分,网状结构中占主流的是宇宙长城之间的空洞,那些横跨数亿光年的虚空内藏着宇宙最大的秘密,关于暗物质和暗能量的秘密。

    根据目前的宇宙学模型,我们现在能探测到的物质被称为重子物质,这些物质构成了宇宙中的星系星云恒星行星,以及我们人类。

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    但是重子物质只占了宇宙质能总量的 4.9%,在它之外是占比高达 26.8%的暗物质和 68.3%的暗能量,无法被直接探测到的它们才是宇宙的主流,而人类就算把全宇宙的所有星系都探索一遍,看到的也不过只是真实宇宙的 20 分之一罢了。

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    基于以上数据,宇宙学家们认为宇宙长城之间的空洞其实就是暗能量和暗物质的盘踞地带,整个宇宙的加速膨胀也是由暗能量促成的,随着宇宙的加速膨胀,宇宙长城们也会逐渐断裂开来,那些充当宇宙长城结点的超星系团也会分崩离析。

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    这期间最典型的例子就是巨引源,这个超级引力源虽然一直在吸引银河系靠近它,但它会因为暗能量导致的宇宙加速膨胀,在银河系到达它之前就被暗能量撕碎。

    如果暗能量的在未来始终都是 68.3%的话,天文学家们就会认为宇宙加速膨胀是不可逆的,由此带来的直接后果就是重子物质的密度会越来越低,你可以理解成原子和原子之间的距离会越来越远。

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    在这种情况下,宇宙长城被撕碎后,超星系团会被撕碎,然后是星系团,本星系群,再然后银河系将被撕碎,然后是太阳系,紧接着地球将被宇宙加速膨胀的力量撕碎,最后的最后宇宙中每一颗原子都会被撕碎。

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    这便是被称为大撕裂的宇宙结局。
     
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