7亿光年以外,宇宙出现一大片空白区域,天体密度远低于理论值

IT新视野 103 0
广告

根据宇宙各向同性的特点,当我们朝任意一个方向观测,只要观测的距离足够远,就可以看到至少一颗恒星。

但是,当天文学家将望远镜对准牧夫座的时候,发现了一片巨大的几乎没有天体的区域。这个区域如此空旷,令科学家们十分惊讶,也挑战了现有的大量理论。即便宇宙各向同性的理论已经遭受到了大量的质疑,但它的存在依然给我们带来了巨大的困惑。

7亿光年以外,宇宙出现一大片空白区域,天体密度远低于理论值-第1张图片-IT新视野

1981年,天文学家Robert Kirshner在距离我们大约7亿光年的位置,发现了这个诡异的空洞。由于它位于牧夫座,因此称之为牧夫座空洞(Boötes Void)。

我们知道,星际空间本来就是高度真空的,恒星的分布极其疏散也是正常的。但是,牧夫座空洞的尺寸远远超过了正常的范围,比理论的空白区域上限还大了10倍。

据观测,牧夫座空洞的直径达到了惊人的3.3亿光年,这个尺寸占可观测宇宙直径的0.27%,足够并排放下2200个银河系。我们知道,在星系团或者超星系团中,星系普遍以丝状或者网状的形式分布,这种结构自然会出现大量的空白区域,我们称之为空洞。但是,正常的空洞尺寸只有几百或者几千万光年,远远小于牧夫座空洞。因此,人们给牧夫座空洞起了个新名称——巨洞。

说是空洞,但牧夫座空洞并不是完全的真空。刚发现牧夫座空洞的时候,科学家在236000立方百万秒差距的空间内仅仅发现了1个星系。随着其他观测的进行,科学家们到目前为止一共观测到了60个星系。但是,根据现有的理论,如此巨大的空间内应该至少有10000个星系。相比之下,我们银河系所在的室女座超星系团(本超星系团)直径仅1亿光年,尚且包含了大约2000个星系。

问题在于:牧夫座空洞中的星系都去哪了呢?

7亿光年以外,宇宙出现一大片空白区域,天体密度远低于理论值-第2张图片-IT新视野

有人由此想到了尼古拉·卡尔达舍夫在1964年时提出的宇宙文明等级中的三级文明,也就是所谓的星系文明。根据他的猜想,这样的文明基本上就是宇宙中最先进的生物了。他们可以将整个恒星系控制在自己的手中加以利用,以满足自己的发展。

就像很多人在听说某颗恒星突然变暗、消失就联想到戴森球一样,人们在听说了牧夫座空洞之后,自然而然会想到卡尔达舍夫提出的三级文明,并且猜想:莫非那里有非常先进的宇宙文明,是他们将方圆几亿光年以内的天体全都“偷走”了吗?

首先,如果外星文明真的可以把3.3亿光年内的天体都控制起来,这个文明等级绝对不仅仅只有三级,而是几乎达到了四级文明。不过,连卡尔达舍夫本人在提出文明等级理论的时候,也没有设想到四级文明,因为他认为宇宙中不可能有如此强大的文明存在。

其次,虽然外星人是一种可能的答案,但是大家也不必一看到未解之谜就让外星人背锅。

而且,如果真的有这样的外星人,它们也不可能只留下这么一点蛛丝马迹。科学是讲究道理和证据的,提出理论的同时还要拿出证据,否则是无法说服别人的。

按说宇宙大爆炸已经过去138亿年了,宇宙在这138亿年的时间里不断地膨胀,还经历了暴涨期,天体之间互相远离,形成巨大的真空区域也是正常的。但是科学家的计算结果显示,138亿年的时间最多只够宇宙产生直径几千万光年的空白区域,也就是牧夫座空洞的1/10。

牧夫座空洞如此空旷,以至于星系之间的间隔也大得惊人。天文学家格雷格-奥尔德林(Greg Aldering)根据人类观测能力发展的历史来形容牧夫座空洞:“如果银河系位于牧夫座空洞的中心,那么我们直到20世纪60年代才有可能发现其他的星系。”

想要解释牧夫座空洞为什么这么空,我们可以反其道行之,先理解一下宇宙中某些区域为何天体密度那么大。这个问题看起来更简单一些:质量大导致引力大,引力大意味着天体之间更加互相吸引,所以聚拢在一起。

那么,牧夫座空洞如此空旷,或许就是来自于一种相反的力量——斥力。目前我们已知的能够在宇宙尺度引发如此强大斥力的,就是暗能量了。

7亿光年以外,宇宙出现一大片空白区域,天体密度远低于理论值-第3张图片-IT新视野

暗能量是目前解释宇宙膨胀的最佳理论,被认为是导致宇宙膨胀、决定宇宙命运的根本。科学家们认为:也许牧夫座空洞内部有巨大的暗能量源,导致这片区域的天体被“推开”,形成了如此空旷的宇宙空间。

当然,除了上面几种说法之外,还有其他人提出了自己的观点。

有人认为:牧夫座空洞其实是由许多小的空洞合并形成的,这就像我们平时看到的小肥皂泡可以合并成大肥皂泡一样。在牧夫座空洞仅有的几十个星系中,科学家们发现了一个颇有深意的现象,那就是这些星系在一条管状区域内有序地排列着,这个现象通过小空洞合并的猜想可以得到很好的解释。

另外也有人怀疑:牧夫座空洞虽然看起来天体极少,但是不代表它真的空,而是它所包含的物质让我们难以观测,那就是暗物质。暗物质是除了暗能量之外另一个被推测的神秘物质,它们也充斥在宇宙空间,几乎所有的星系中都包含这种未知的物质。它们不与可见物质发生反应,但是却可以提供引力。也许在牧夫座空洞这片区域内,暗物质的密度比其他区域更高,占据了3.3亿光年的空间,只留下几十个星系,所以我们才看到了这样的空洞。

抱歉,评论功能暂时关闭!