遥远宇宙中的一个巨大结构正在挑战我们对宇宙如何演化的理解。
天文学家在经过 69 亿年到达我们这里的光线中发现了一个巨大的、几乎完美的星系环，直径约为 13 亿光年。它与任何已知的结构或形成机制都不匹配。
大环，正如该结构的命名，可能意味着我们需要修改宇宙学。
这项发现是由中央兰开夏大学的天文学家亚历克西娅·洛佩兹领导的，被提出在 1 月份的美国天文学会第 243 次会议上，并发表在宇宙学与天体粒子物理学杂志。
这是洛佩兹和她的同事发现的第二个巨型结构。第一个，，实际上是在天空的同一部分，在同样的距离。当 2021 年宣布发现弧形时，天文学家感到困惑。大环只会加深神秘感。
“以我们目前对宇宙的理解，这两个超大结构都不容易解释，”洛佩兹一月份说。
“它们的超大尺寸、独特的形状和宇宙学上的接近肯定告诉我们一些重要的事情？但到底是什么？”
最直接的联系似乎是与称为（鲍）。这些是在整个太空中发现的巨大的圆形星系排列。它们实际上是球体，是声波的化石，在早期宇宙中传播，然后当空间变得如此分散的声波无法再传播时冻结。
大环不是 BAO。 BAO 的大小都是固定的，直径约为 10 亿光年。对大环的彻底检查表明，它更像是一个开瓶器形状，排列方式使其看起来像一个环。
这就留下了一个悬而未决的问题：这到底是什么？这对于宇宙学原理意味着什么？宇宙学原理指出，在所有方向上，任何给定的空间块看起来都应该与所有其他空间块几乎相同？
“当我们在大尺度上观察宇宙时，我们期望物质均匀地分布在空间的各处，因此超过一定尺寸时不应该有明显的不规则性，”洛佩兹解释道。
“宇宙学家计算出目前结构的理论尺寸极限为12亿光年，但这两个结构都要大得多？巨弧几乎大了三倍，大环的周长与巨弧的长度相当。”
但尺寸只是问题之一。另一个是它对宇宙学的意义，宇宙学是研究宇宙演化的学科。目前的模型是目前最符合我们观察到的模型，但有一些特征很难在其框架下解释。
还提出了其他模型来解决这些特征。在这样一种模型下，罗杰·彭罗斯（Roger Penrose）的共形循环宇宙学，其中宇宙经历了无尽的预计膨胀周期、环形结构？尽管值得注意的是共形循环宇宙学自身存在重大问题。
另一种可能性是，这些结构是时空结构中的一种拓扑缺陷，称为。这些被认为就像早期宇宙中时空拉伸时出现的质子宽皱纹，然后冻结到位。
我们还没有发现太多宇宙弦的物理证据，但理论证据非常有希望。
目前，没有人确切知道大环和巨弧意味着什么。它们可能只是天空中旋转的星系的偶然排列，尽管这种可能性似乎很小。
最好的希望是找到更多这样的星系排列，它们散布在整个宇宙中，隐藏在人们的视线中。
“根据当前的宇宙学理论，我们认为这种规模的结构是不可能的，”洛佩兹说。
“我们可以预期在我们所有可观测的宇宙中可能存在一个非常大的结构。然而，大环和巨弧是两个巨大的结构，甚至是宇宙学上的邻居，这是非常令人着迷的。”
研究结果报告于宇宙学与天体粒子物理学杂志。
本文的早期版本于 2024 年 1 月发布。
