引力在宇宙中起到了主宰作用，這種力可以把千億顆的恒星束縛在一起，形成直徑達到數(shù)萬至數(shù)十萬光年的星系。同樣地，星系也會受到引力的束縛，成千上萬個星系又能構(gòu)成巨大的超星系團，跨度可達數(shù)億光年，例如，我們所在的銀河系與其他十幾萬個星系構(gòu)成了拉尼亞凱亞超星系團，范圍可達5.2億光年。

除了超星系團之外，天文學(xué)家還在宇宙中發(fā)現(xiàn)了更大的結(jié)構(gòu)，包括宇宙纖維狀結(jié)構(gòu)、宇宙長城，它們的跨度可達數(shù)十億光年。近日，天文學(xué)家又發(fā)現(xiàn)了一種新的宇宙結(jié)構(gòu)，顛覆了人類對宇宙的認知。

根據(jù)美國天文學(xué)會的簡報，天文學(xué)家在92億光年之外發(fā)現(xiàn)了長達33億光年的宇宙巨物，它被稱為“巨弧”。要知道，整個可觀測宇宙的直徑也只有930億光年，巨弧的長度相當(dāng)于可觀測宇宙直徑的二十八分之一。這個宇宙巨弧大到難以想象的程度，以至于發(fā)現(xiàn)它的天文學(xué)家也難以相信。

如何探測到宇宙巨??？

在早期宇宙中，星系中的星云還沒有大量形成恒星，所以那時星系中有著豐富的氣體云。星系中心很早就出現(xiàn)了超大質(zhì)量黑洞，它們不斷吞噬星云，用極端的引力作用來加熱氣體，從而形成一個亮度極高的吸積盤，這就是類星體。類星體能夠輻射出巨大的能量，最亮甚至可以超過整個銀河系亮度的幾千倍。

由于光速是有限的，從遙遠宇宙?zhèn)鱽淼墓庑枰馁M漫長的時間才能來到地球上，這意味著我們看得越遠，所看到的時間就越古老。當(dāng)我們望向宇宙深處時，就能看到早期宇宙中的類星體。

在如今的宇宙中，隨著恒星的不斷誕生，氣體云已經(jīng)被消耗掉不少，所以星系中心的超大質(zhì)量黑洞陷入沉寂，不會出現(xiàn)類星體。在銀河系及其鄰近星系中，都沒有發(fā)現(xiàn)活動星系核，類星體都在遙遠的宇宙中。

天文學(xué)家研究了遙遠宇宙中的4萬個類星體，它們發(fā)出的光穿過92億光年外的某些物質(zhì)時，將會被其中的元素吸收。通過分析原子吸收的類星體光譜特征，天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)了跨度可達33億光年的宇宙巨弧結(jié)構(gòu)。這個結(jié)構(gòu)肉眼是看不見的，如果它能在夜空中看到，其跨度將相當(dāng)于滿月寬度的20倍。

宇宙巨弧是什么？

所謂的宇宙巨弧其實是由大量的星系排列而成，但它的結(jié)構(gòu)之大遠超天文學(xué)家的想象，以致于被認為不可能存在。牛津大學(xué)的天體物理學(xué)家蘇比爾·薩卡爾（Subir Sarkar）表示，如果遙遠宇宙的巨弧被證實存在，這是一個非常大的問題。

現(xiàn)代宇宙學(xué)認為，宇宙在大尺度上是均勻的。雖然星系聚集著大量的物質(zhì)，星系之間有著巨大的空曠空間，但從10億光年的尺度來看宇宙時，物質(zhì)在宇宙中的分布是非常均勻的。

新發(fā)現(xiàn)的宇宙巨弧比理論閾值高出了3倍，這樣的結(jié)構(gòu)在現(xiàn)代宇宙學(xué)中是不應(yīng)該存在的。但天文學(xué)家對觀測數(shù)據(jù)進行反復(fù)檢驗，結(jié)果表明宇宙巨弧只是統(tǒng)計巧合的概率還不到千萬分之三，這意味著該結(jié)構(gòu)極有可能是真實存在的。

另據(jù)《自然天文學(xué)》（Nature Astronomy）刊載的一項新研究[1]，天文學(xué)家還發(fā)現(xiàn)了宇宙中最大的旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)。星系排列成一股“宇宙繩”，長度可達1.6億至2.6億光年，其中的星系會繞著中心軸轉(zhuǎn)動，最快速度高達100公里/秒。這樣巨大的旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)也是天文學(xué)家未曾想到過的。

總之，無論是宇宙巨弧，還是宇宙巨型旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，它們的存在都表明宇宙要比人類想象中的更加深奧，我們目前的宇宙學(xué)理論還是有缺陷的，無法解釋并預(yù)言這些結(jié)構(gòu)的存在。

參考文獻

[1] Peng Wang, Noam I. Libeskind, Elmo Tempel, et al. Possible observational evidence for cosmic filament spin, Nature Astronomy, 2021, DOI: 10.1038/s41550-021-01380-6.