跨度10亿光年 空无一物的宇宙空洞 专家:似乎被人取走了东西
消息来源:baojiabao.com 作者: 发布时间:2024-05-17
在我们的印象中,宇宙中除了恒星、行星、星系和星系团之外似乎空无一物。实际上,这些看似一片虚无的空间中,充满了各种气体、尘埃和宇宙射线,还有幽灵般出没的虚拟粒子。
但宇宙暗藏的奥秘远远超出我们的想像,太空中的所有物质并非均匀分布,有的区域物质密度非常之低,甚至连恒星都无法形成。占宇宙质量很大一部分的暗物质在这里也几乎不见踪影。在绵延数十亿光年的宇宙大尺度丝状纤维结构之间,就存在许多类似的宇宙空洞。
2007年,天学家在研究宇宙大爆炸的余晖——微波背景辐射时,发现在距离地球30亿光年的波江星座方向,在一片跨度达到10亿光年的区域中,星系分布数量异常稀少。科学家称之为宇宙“冷区”。根据大爆炸宇宙模型,早期宇宙温度不均衡会导致出现“冷点”和“热点”,但如此巨大的宇宙冷区却令科学家十分困惑。
美国明尼苏达大学的研究人员在分析甚大望远镜(VLT)的光学以及数字巡天数据后,推测波江星座空洞的覆盖范围比普通的宇宙空洞大1千倍以上,物质密度仅为周围空间的20%,就像是“被人凭空取走了东西”一样。
为什么宇宙冷区肯定存在空洞呢?科学家解释道,假设一个观察者和宇宙微波背景辐射之间存在一个巨大的空洞,将这个空洞想像成一座小山。进入空洞的光子相当于登山,在“上坡”的同时不断损失能量。如果宇宙没有加速膨胀,“下坡”并逃出空洞的光子会重新获得损失的能量。
正因为宇宙一直在加速膨胀,光子“上坡”的同时,空洞也在不断扩大,“下坡”的光子就会发现山势变得更加平坦,最后只能损失一部分能量离开宇宙空洞,因此光波更长,温度也就更低——这就是萨克斯-沃尔夫效应。
科学家虽然证实了宇宙低密度区域与冷点的重合,但对宇宙空洞如何形成还缺乏足够的认识。未来随着人类对宇宙本质的理解进一步加深,我们或许能够揭开宇宙超级空洞之谜!
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