每秒630公里!地球在宇宙中飛奔,目的地為1.5億光年外的巨引源

茫茫宇宙,身處在地球上的你望向滿天繁星時是否有過疑問: 人類將何去何從?太陽系未來會是什麼樣子,地球的變化會怎樣?

如果你曾有過這些問題,那麼祝賀你,你有著 與當今科學家相同的思考。人類對于宇宙的研究其實並沒有多長時間,雖然在天文學上能夠追溯到古文明時期,但要進行系統全面的科學分析,必須得 從伽利略、牛頓時代開始

也就是說, 人類真正認識宇宙是從16世紀開始。顛覆了以往認知的 日心說在天文學方面給人類帶來了 全新的思考,牛頓的各項發現和理論讓人們重新審視宇宙。如今在科學家的觀察下, 地球未來的命運會有多種結局,而最終的走向可能是宇宙深處的「巨引源」。

相對運動

巨引源距離我們有1.5億光年之遠,但巨引源的存在讓地球以每秒630公里的速度向宇宙深處飛去。為何我們在地球上無法感知到如此快的速度?或者說地球是以怎樣的運動狀態朝著巨引源駛去?

在這裡先說答案,因為 宇宙尺度夠大,時間不夠久。我們都知道物體運動是相對靜止,同時又是 絕對運動的,在宇宙中基本上也可以這麼理解。

如果我們想要在地球上觀察天體運動,首先要明白視差的問題。在宇宙的[[[[大尺度]]]]下, 視差由于地球的公轉使得 我們對于天體的觀察會發生因相對運動出現的移動改變

如果在近距離的觀察下,當地球環繞太陽一圈時,就會看到 較近恒星的週期性變化,這種變化實際上並不是恒星移動所導致,而是因為 地球的移動。不過這種視差變化通常 難以用肉眼發現,包括普通的天文設備,必須借助大型天文儀器才能夠很好的觀測到這種視差。

對比于天上的星星來說,這種 視差變化會更加微弱,因為 每個恒星之間的距離相隔十分遙遠,必須通過長期的觀察才能看到較為明顯的變化。視差變化的的計算能夠有效地幫助我們 更加清楚地看到天體變化規律

神秘引力

事實上, 天體間的這些相對運動都來源于物體的引力,引力的作用使得宇宙的一切都在不停地進行對抗運動。地球在自轉時跟隨著太陽運動,太陽本身又是星系中的主體,它也會跟隨著銀河系一起運動。所以除了地球本身, 銀河系也不是靜止不變的但你可能要問,那銀河系被吸引的引力源是來自哪裡?

人類要想研究宇宙,必須得從 「宇宙微波背景」開始。當今科學界對于宇宙的起源學說基本上都一致認可 「大爆炸」,大爆炸所留下來的熱輻射作為遺留痕跡,就是我們所說的宇宙微波背景輻射。這是一種 充滿整個宇宙的電磁輻射,頻率在微波范圍,它作為 宇宙中最古老的光,觀察微波輻射。是人類 研究宇宙起源非常重要的觀察手段。

科學家最初觀測宇宙微波背景主要是來自于理論,實際首次預測是在1948年,由拉爾夫和羅伯特兩位科學家共同進行觀測,並評估此 背景輻射為28開爾文。根據目前的理論依據和觀測結果,宇宙在經歷大爆炸後進入「再複合」時期,正是這期間的變化遺留了這種熱源。 微波背景輻射的光譜能夠揭示目前人類所觀測到的宇宙變化

科學家在觀測期間,並對宇宙進行測繪時,他們驚訝地發現, 銀河系一側的溫度看起來要比另一側稍微高一點。這種溫差十分微小,只有 萬分之一。不過正是因為這種細微的變化,證明了我們所處的星系是在進行 空間高速運動。不過當時的觀測手段並不先進,人們還無法對其進行更詳細的解釋。

進入21世紀後,某個英美天文學觀測團隊對此有了重大發現,該科學團隊利用紫外波段拍攝到了 室女座星系群的一些區域。這其中的星系群包含超過 1300個星系,而這些星系都被擠在一處直徑大約 6500萬光年的區域

強力的引力把如此多的星系,包括我們的銀河系,都 被拖向它的中心深處整個吸引過程非常緩慢平和,但最終所有的一切可能都會被它吸去,科學家把這看不見的地方稱之為 「巨引源」。

巨引源

由于銀河系臂旋的存在,其中的 星雲、星系團以及各種塵埃氣體和輻射都會阻擋我們的觀察視線,就像拍照片時阻礙拍攝的東西。人類目前的觀測手段通常都是天文望遠鏡,如果 只是用傳統的光學望遠鏡的話,是無法觀測到巨引源的。好在科技發達的今天,科學家可以利用 X光和射電望遠鏡來觀測、描繪這種奇特現象。

我們現在可以很直接地用一段簡短的文字來闡述這個現象,但巨引源從推測到實際發現,科學家們可是耗費了幾十年的時間去論證。

科學家研究宇宙微波背景時,還有一個相關的電磁輻射研究,這種現象的研究在物理學上被稱作 「紅移」。在可見光波段,電磁輻射表現為光譜的譜線朝紅端移動了一段距離。宇宙學中的紅移,其機制為 空間的度規膨脹,這種機制說明了在遙遠距離的星系、類星體等宇宙物質之間的光譜紅移現象,同時也 為宇宙膨脹和大爆炸提供了模型支援

20世紀初,由哈勃等人首次觀測到銀河系外的星系 紅移與藍移,哈勃在觀測時發現距離和紅移間有略微的關聯, 距離越遠紅移量越大。「哈勃定律」很好的解釋了這種現象之間的關聯性,這種關聯還需要廣義相對論下「空間度規膨脹宇宙論」模型來解釋。因此在這些理論模型下的建設, 我們的宇宙是不停地在膨脹

也正是這個時期,科學家們開始了 對宇宙尺度和空間結構展開了爭論。最開始關于宇宙結構的爭議是源于 恒星的層次結構,1989年以前,人們對恒星結構以及由恒星、星系不斷組成的層次中認為星系團是最大結構,而且 在宇宙的分佈是較為均勻的

但在紅移上的觀察,發現了 [[[[大尺度]]]]結構的超星系團,而這些超星系團之間還存留了許多空洞的空間,每個空洞間的跨度至少在 十億光年。「紅移巡天」的觀測資料收集為科學家們展示了一個截然不同的宇宙樣貌,巡天的觀察展示了宇宙[[[[大尺度]]]]的結構,並把超星系團間的空洞尺度稱作 「浩瀚界限」

[[[[大尺度]]]]結構為我們展示了地球所處的室女座超星系團,眾多星系團組成超星系團的結構,分佈顯示出的 超星系團面大多都是空洞地區。整個狀態就像是 「泡沫」一般,總體呈現為長纖維的絲狀結構,這種被「拉長」了的差距以長蛇-半人馬超星系團和LSC超星系團為例, 兩者的邊際處從3千萬秒差距延伸至6千萬秒差距

所有的這一系列觀察和研究,無論是長蛇-半人馬超星系團還是室女座超星系團, 包括幾千萬秒差距外的所有物質都以大約每秒630公里的速度朝著巨引源飛去。根據科學家的預估計算,巨引源應該在矩尺座星系團附近,同時也離巨蛇座和人馬座不遠。

合併還是停止

考慮到這些巨型星系團本身就存在驚人的質量,但這個質量似乎 不足以抵擋巨引源所帶來的牽扯,這意味著應該 還有其他更強大的東西在引導著這一切

「英國劍橋大學的天文學家近年來通過自動化測量設備,從英國施密特望遠鏡巡天調查系統中發現了更為龐大的超星系團」。

該超星系團被命名為 「哈洛-夏普力」,夏普力超星系團有 超過8000個星系,如今我們所處的室女座、諾瑪超星系團以及周圍其他一切物質都在朝向夏普力走去。

夏普力的超級引力和龐大星系團使它成為了 10億光年觀察范圍內最大的星系集群。除此之外,在今天新的觀測資料下,不僅是夏普力超星系團, 還有其他大量的星系群和星系團都在貢獻自身的引力。對于巨引源的全部瞭解基本上也就在這個位置了,如果想要繼續觀察,我們只能等待未來的新發現和理論研究了。

不過大家並不用擔心未來會出現糟糕的局面,或者說這本身就是自然的一部分。 巨引源的存在至少已有百億年的歷史,但它並沒有改變地球或者太陽的運行軌道。所有的一切不過是在照常運行,所有的星系都會逐漸靠近,彼此吸引,最後 融合為新的星系

實際上所有一切的星系團最終的演變可能 都會朝著巨引源方向靠近,它本身就是宇宙變化的一種結果,也許巨引源是宇宙深處的一個 引力聚集區。另外,有眾多超星系團組成的巨引源也 不會永久存在超星系團會逐漸分散開,而小的星團則會自我維持原有的狀態

除此之外,科學家對宇宙膨脹的觀察還推測有 「暗能量」的存在。暗能量廣泛的存在于宇宙之中, 佔據宇宙空間的70%,暗能量的作用使得星系間的距離不斷變大,是一種 與引力對抗的能量

根據宇宙論假說的大撕裂,另一種 「幻能量」的存在還會造成宇宙 以指數函數增加發散擴張,讓重力失去原有的作用。這時會將室女座等超星系團 徹底撕裂,所有的物質甚至包括原子。研究宇宙膨脹將會是預言宇宙未來的一個關鍵。

結語

宇宙本身就是自然的一部分,如同所有事物一樣,都會從開始到結束的一個過程。巨引源也不過是其中的一個環節,它在引導著周圍一切變化。況且,從宇宙尺度上來看, 人類和生命事物及所有一切都顯得微不足道,至少我們永遠也看不到這一天的到來

無論是這一切因巨引源的聚集而塌縮,還是在宇宙大膨脹中被撕裂。人類不需要對此擔心過多,相信在以後的研究中,科學家們會 找到一個新的方向去認識宇宙本身

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