如果不了解宇宙中最大的結構,是否有可能了解宇宙?原則上不太可能。
實際上?絕對不是。極大的物體會扭曲我們對宇宙的理解。
天文學家發現了迄今為止宇宙中最大的結構,以印加測量系統命名為 Quipu。它包含令人震驚的 200 千萬億個太陽質量。
天文學是一項日常討論中涉及大量數字的學科。但即使在天文學中,200萬億也是一個罕見的大數字。
如果奎普巨大的質量沒有引起人們的注意,那麼它的尺寸肯定會引起人們的注意。這個物體被稱為上層建築,長度超過 400 兆秒差距。那超過13億光年。
如此巨大的結構必然會影響其周圍環境,而了解這些影響對於理解宇宙至關重要。根據新的研究,研究 Quipu 和其他上層建築可以幫助我們了解星系如何演化,幫助我們改進宇宙學模型,並提高宇宙學測量的準確性。
這項研究的標題是“揭示附近宇宙中最大的結構:發現 Quipu 上層建築," 已被接受在期刊上發表天文學和天體物理學。馬克斯·普朗克研究所的漢斯·博林格 (Hans Bohringer) 是該研究的主要作者。
“為了精確確定宇宙學參數,我們需要了解宇宙局部大尺度結構對測量的影響,”作者寫道。
“它們包括對、大尺度引力透鏡造成的天空圖像畸變,以及大尺度流運動對測量的影響哈勃常數”。
上層建築是極其巨大的結構,包含星系團群和超星系團。它們是如此巨大,挑戰了我們對宇宙如何演化的理解。其中一些非常巨大,以至於打破了我們的宇宙演化模型。
Quipu 是我們在宇宙中發現的最大的結構。它和研究人員發現的其他四個上層建築包含了 45% 的星系團、30% 的星系、25% 的物質,並且佔據了 13% 的體積分數。
下圖有助於解釋為什麼他們將其命名為 Quipu。基普是由打結的繩子製成的記錄裝置,其中的繩結包含基於顏色、順序和數量的信息。
作者在論文中解釋說:“這種觀點給人的上層建築最好的印像是,帶有小側絲的長絲,這引發了 Quipu 的命名。”
在他們的工作中,Bohringer 和他的同事在 130 到 250 Mpc 的距離範圍內發現了 Quipu 和其他四個上層建築。他們使用 X 射線星系團來識別和分析 X 射線宇宙大尺度結構 (CLASSIX) 星團巡天中的上層結構。
X射線星系團可能包含數千個星系和大量發射X射線的非常熱的星系團內氣體。這些排放是繪製上層建築質量的關鍵。 X 射線追踪物質濃度最密集的區域和底層的宇宙網。排放物就像識別上層建築的路標。
作者指出,“場團和上層建築成員周圍的星系密度差異是顯著的。”這可能是因為場團簇中的星團質量比上層建築中的團簇質量小,而不是因為場團簇的星系密度較低。
不管出於什麼原因,這些上層建築的質量對我們觀察、測量和理解宇宙的嘗試產生了巨大的影響。 “這些大型結構在宇宙學觀測中留下了印記,”作者寫道。
上層建築留下了印記宇宙微波背景(CMB),這是來自以及支持它的關鍵證據。 CMB 的特性與我們的理論預測相符,具有接近手術的精度。
當宇宙微波背景穿過上層建築時,上層建築的重力會根據以下公式改變它:綜合薩克斯-沃爾夫 (ISW) 效應,產生 CMB 的波動。這些波動是難以濾除的前景偽影,干擾了我們對宇宙微波背景(CMB)以及大爆炸的理解。
上層建築也會影響測量,宇宙學中的一個基本值,描述了宇宙膨脹的速度。雖然星係由於膨脹而距離越來越遠,但它們也有局部速度,稱為奇特速度或流運動。
這些需要與擴展分開才能清楚地理解擴展。這些上層建築的巨大質量會影響這些流動運動並扭曲我們對哈勃常數的測量。
研究還指出,這些巨大的結構可以通過大規模引力透鏡效應改變和扭曲我們的天空圖像。這可能會給我們的測量帶來誤差。
另一方面,Lambda CDM 的模擬產生了像 Quipu 和其他四個這樣的上層建築。拉姆達清潔發展機制是我們的大爆炸宇宙學的一部分,解釋了我們在宇宙中看到的大部分事物,比如它的大尺度結構。
作者寫道:“我們在基於 Lambda-CDM 宇宙學模型的模擬中發現了具有相似特性的上層建築。”
顯然,這些上層建築對於理解宇宙至關重要。它們擁有很大一部分物質,並從根本上影響周圍的環境。需要更多的研究來了解它們及其影響。
“對我們的發現進行有趣的後續研究包括,例如,研究這些環境對星系種群和演化的影響,”作者在結論中寫道。
根據這項研究,這些上層建築不會永遠存在。 “在未來的宇宙演化中,這些上層建築必然會分裂成幾個坍縮的單元。因此它們是瞬態的配置,”博林格和他的同事解釋道。
“但目前,它們是具有特性和特殊宇宙環境的特殊物理實體,值得特別關注。”









