人类看到的2万亿个星系,只是宇宙的5%,剩下的都是宇宙空洞
夜晚璀璨的星空,其实是宇宙的一种假象,因为哈勃望远镜和韦伯望远镜的巡天结果都表明:我们的宇宙是非常空旷的。
确切来说,由于普通物质只占了宇宙质能总量的5%,所以我们看到的一切星系和恒星,都只是真实宇宙的点缀而已,在宇宙中真正占据主流是无尽的虚空,或者说宇宙空洞,所以真实的宇宙在天文学家眼中就是一包薯片,看起来满满当当,其实里面大部分都是空的。
根据哈勃和韦伯拍摄到的宇宙深空场,天文学家预计在直径930亿光年的可观测宇宙内至少有2万亿个星系,在照片里它们基本都遵循各向同性原理,即无论朝哪个方向长曝光,最后看到的星系的数量都差不多。
然而如果把范围扩大到百亿光年,从宇宙微波背景辐射图上看的话,一切就都不一样了,因为星系们在百亿光年的尺度上已经不足以布满整个宇宙了,它们会成团的聚集在一起,然后彼此之间延伸出星系构成的细丝,这种结构被称为宇宙长城,长度往往在百亿光年左右,超新星团则是宇宙长城之间的节点。
当大量超星系团节点和宇宙长城互相连接的时候,宇宙中的星系们就成了网状结构,其中的虚空就是宇宙空洞,或者说超级空洞。
现有的宇宙学理论认为,宇宙空洞是在引力作用下自发形成的,因为星系们不足以占据全部的宇宙空间,剩下的大部分只好由暗物质和暗能量填满,同时由于这两者不与其他物质发生作用,所以就只能以空洞的形式存在了。
很多人对空洞的空旷没什么感觉
举例来说,地球上的空气中,每立方厘米范围内有10的19次方个原子,太空中的物质密度是每立方厘米几个原子,而空洞的物质密度只有太空的十分之一,属于太空范围内真正的空旷地带,在空洞范围往往动辄就几百万光年数亿光年的情况下,天文学家认为如果银河系位于空洞内部的话,人类直到今天也不会发现其他星系。
1981年被天文学家发现的牧夫座空洞,是一个直径3.3亿光年的虚空区域,它内部虽然也有星系,但分布密度要比空洞外稀疏上百倍,因此这种空洞在宇宙微波背景辐射图上,会呈现蓝色斑点结构,这是因为那里星系少所以辐射少,星系多的地方就是红色斑点了。
目前宇宙中最大的冷斑,位于微波背景辐射图上右下角,它被称为CMB,或者说是法尔南德斯超级空洞,它的直径达到了惊人的13亿光年,即便是放在整个可观测宇宙里,这也是相当大的一个范围了,因此不少天文学家都认为,CMB内存在大量暗物质和暗能量,是生命的禁地。
总体来看
宇宙中的空洞就像是无边的海洋,而星系们更像是海中的岛屿,生命和文明就在这些星系岛上诞生和发展,但如果仔细想想,空洞们的存在似乎就是为了隔开各个星系,也许这就是费米悖论的答案之一。
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