天文學家發現「大得不可能存在」的巨大宇宙結構

天文學家發現了一個巨大的宇宙結構，它大到有可能破壞我們對宇宙的整體認識。大環的半徑約佔整個可觀測宇宙半徑的 3%，它本身可能是一個更大結構的一部分。大環（Big Ring）這個輕描淡寫的名字是一個由星系和星系團組成的幾乎完美的圓形星系群，直徑約 13 億光年，周長約 40 億光年。如果肉眼可見，它的大小相當於夜空中 15 個滿月。



星系細絲的藝術家印象圖，星系細絲被認為是宇宙中可能存在的最大結構之一 美國國家航空航天局/戈達德太空飛行中心和國家超級計算應用中心高級可視化實驗用"難以置信"來形容它有多麼巨大都不為過。星系超星系團通常是宇宙中最大的相對常見的結構，寬度超過一億光年。它們可以連接成長達幾億光年的細絲，形成宇宙網的一部分。

大環不僅比這些結構大，而且比任何結構都要大。根據宇宙學原理（物理宇宙學的一個基本部分），對於宇宙中任何地方的任何觀察者來說，宇宙在所有方向上都應該是均勻一致的。當然，恆星和星系的分佈存在隨機變化，但在最大尺度上，它們都融合在一起，形成像靜態一樣的同質模式。宇宙學原理為任何結構的大小設定了 12 億光年的上限--大環公然無視這一限制。再打個比方，你電視上的靜電幾乎不可能排列成蒙娜麗莎的大圖像。

如果這只是一個一次性的發現，那麼我們很可能會把大環視為一個異常現象或一個錯誤。但它並不是唯一一個"不可能"的巨型結構，甚至也不是最大的。兩年前，同樣是這位天文學家，中央蘭開夏大學的亞歷克西婭-洛佩茲（Alexia Lopez），發現了一個長達33億光年的新月形結構，被稱為"巨弧"（Giant Arc）。2015 年，其他科學家發現了直徑達到驚人的 56 億光年的巨型 GRB 環。此外，還有海格力斯-北冕長城（Hercules-Corona Borealis Great Wall），這是一條綿延 100 億光年的星系絲線，令人難以理解（不過其作為單一結構的地位還有待商榷）。


大環用藍色標出，巨弧用紅色標出 中央蘭開夏大學/背景： Stellarium

更奇怪的是，大環和巨弧是在同一區域的天空中被發現的，而且距離差不多--距離地球 92 億光年。研究小組說，這兩個天體有可能實際上是一個更大結構的一部分。

洛佩茲說："根據目前的宇宙學理論，我們認為這種規模的結構是不可能存在的。我們認為在所有可觀測到的宇宙中可能只有一個超大型結構。然而，大環和巨弧是兩個巨大的結構，甚至是宇宙學上的鄰居，這非常令人着迷。"



近年來，宇宙學原理屢遭質疑，科學家們可能需要研究更離奇的模型。這些巨型結構可能是由被稱為宇宙弦的一維缺陷產生的。或者，它們可能是羅傑-彭羅斯（Roger Penrose）的共形循環宇宙學（CCC）模型的副產品，該模型基本上認為我們的宇宙是無限鏈條中的一環，一個宇宙的坍縮產生了大爆炸，從而誕生了下一個宇宙。

毫無疑問，天文學家將繼續尋找更多這樣的巨大結構，以幫助解開這個最大的謎團。

這項研究在 1 月 10 日舉行的美國天文學會（AAS）第 243 次會議上發表。