到底什么是“宇宙墙”?和咱们现实中看到的高墙一样吗?

伽蓝菩萨2023-02-16  27

“宇宙墙” 和现实中看到的高墙并不一样!有文学家发现,在浩瀚的宇宙中有这么一大片区域,里面死寂一片,没有任何物质,温度也接近了0度。本来在人类的认知里面,宇宙一直在不断扩张,是无边无际的,永远不知道尽头在哪里。然而这片区域的出现就像是一条三八线一样将宇宙一分为二。从某个角度来说,它就像是一堵墙一样,将地球隔离在这一片区域中,没办法逃离,因此被称为“宇宙墙”。

随着观测技术的进步,人类对于宇宙探索的范围也越来越大,目前能够观测的距离为930亿光年,虽然听上去非常遥远,深不可测。但事实上,在浩瀚的宇宙中,也许人类能够看到的只是冰川一角罢了。目前依旧没有答案,这个神秘的宇宙究竟有多大,人类也只能在可观测的范围之内去不断探索。

早在2018年的时候,意大利科学家提出“宇宙墙” 的存在,这个概念一经发布就引起了关注,听上去有些不可思议,甚至有些惶恐。与其说它是一堵墙,倒不如说像是一个大洞,连接成一大片区域,构成了我们所理解的隔离带。本来在人类的认知中,觉得宇宙中所有的星系都是有顺序排列的,但是研究发现星系的分布非常随意,偶尔密集偶尔稀疏。而在这些星系的之间,各种间隙形成了条状带连接在一起,而这就是宇宙墙。

而人类对“宇宙墙” 细思极恐的原因是因为,它就像是一片围墙一样,将地球围了起来。人类一直以来都在探索,希望随着科技的进步能够走出地球,但是这堵墙却限制了人类的步伐。不过我们相信人类的智慧是无穷尽的,探索的步伐从未停止,也许这片“宇宙墙”促进人类对未知领域的探索。

知名科学杂志《新科学家》曾发文称,在距离地球150亿光年远的波江座发现了跨度足有35亿光年的特殊结构,将其称为“宇宙墙”。

媒体这样的报道让广大民众产生了深深的误解,以为真的发现了宇宙边缘,或者是囚禁人类的牢笼。

如果再渲染一下,给“宇宙墙”加入高等生命的因素,那么人类就又成为了外星人实验的对象。我很不赞同这样的说法,也很讨厌这样不负责任的营销号,故弄玄虚。他们的每篇文章看完跟没看一样,看的人是一脸懵。

首先我们先不说这个“宇宙墙”是啥,先说说《新科学家》,这个科学杂志创办于1956年的意大利,其本质是新闻类的期刊,包括一些评论文章。

它不是严谨的类似于《Nature》、《Science?、《Cell》这样的专业科学期刊。因此《新科学家》上发表的报道不需要经过严谨的科学审查和同行评议,更多的是新闻稿,带有强烈的个人观点。

“宇宙墙”这三个字就是一个典型的例子,它并不是科学上的说法,而是作者的一个形象比喻,懂的人自然懂,不懂的人就被误导了,媒体也会抓住这个噱头大肆地宣扬。

那么什么是“宇宙墙”

“宇宙强”用专业一点的说法就是宇宙超空洞,我们知道在宇宙中除了行星、恒星、星团、星系这样的结构外,还有更大的由星系组成的星系群(团)、超星系团。

在我们的印象中宇宙应该布满了这些物质结构,在大尺度上并且均匀的分布,但真实的情况是,物质结构相对于宇宙空间来说真的只占了一小部分,很多的星际空间真的是空无一物。

那么这些没有物质结构的区域,除了上面提到的行星、恒星等等之外,这些区域中也没有尘埃、气体,甚至是也没有看不见摸不着的暗物质,那么这样的区域就称为宇宙超空洞。

宇宙超空洞在我们看来,没有一丝的光明,完全是一片黑暗的区域,那么这就和周围存在星系的区域形成了鲜明的对比。

尤其是波江座发现的这个空洞跨度达到了35亿光年,就像是一块黑乎乎的幕布笼罩在我们视野的前面,这样看来是不是就像是一堵墙。

说实话,“宇宙墙”这个比喻真的挺好,也很形象,但是我们在比喻的时候,需要向读者解释清楚这本质上是个什么玩意,而不是故意去制造误解。

那么这个“宇宙墙”在大尺度上看是什么样子的?

得益于各种望远镜的发展,我们现在可以对宇宙进行大尺度的研究,只要是观察在数十亿光年的尺度上物质结构是怎样在宇宙中分布的。

通过调查我们发现,宇宙中的星系、星系团在大尺度上构成了如上图的丝状结构,其中的发光区域都是物质密度较高的区域,也就是布满了星系,那么黑暗的空间就是空无一物的空洞。

从大尺度上看它跟“围墙”没有半毛钱关系。不过大尺度上的宇宙有一个有趣的地方就是它看起来竟然和我们人体内的神经网络十分的相像,因此广大的网友就猜测,宇宙会不会就是个生物。

我们只不过是生活在一个生物的体内,这样的想法很具有艺术感,但不可能是真实的情况。只能说我们的宏观宇宙和微观世界在某些方面有着相同的性质,遵守着同样的物理原理,所以才会产生这样的相似性。

卡尔·萨根曾经说过这样一段话:宇宙中的原子,原子中的宇宙。这就表示了宏观和微观有一定的共性。仅凭这一点就说宇宙是一个细胞,或者说我们生活在生物体内有点太过于玄幻和武断了。

我们除了可以在大尺度上观察宇宙以外,还有微波背景辐射,其中不仅包含了宇宙早期的大量信息,也可以从中看出宇宙早期的物质分布情况。

其中的蓝色斑点和红色斑点就代表了冷点和热点,也就是低温区域(物质密度高)和高温区域(物质密度高),不过这个温度的波动分为十分小,只发生在微开尔文的尺度上。

这说明宇宙物质分布是相对均匀的,这就造成了为什么我们不管朝哪个方向看,看到的都是一样的,也造成了地球是宇宙中心的错觉。

那么这些“宇宙墙”是谁建造的?

我们知道宇宙微波背景辐射发出的时候,宇宙的年龄大约是38万年,这个时候中性原子已经形成,这是的主要成分为氢、氦,以及极其微量的锂。

此时这些气体云大量的充斥在宇宙空间中,不过上文说了,宇宙中物质的分布存在微小的密度差异,这时在万有引力的作用下,物质就会在高密度区域开始凝聚,并且吸引越来越多的物种。

这就造成了那些物质密度本来就偏低一些的区域,被大量的剥夺物质,根本无法形成有效的物质结构,这样就形成了空洞。

高密度区域的物质就会越来越多,逐渐凝聚,直到点燃核聚变形成恒星、星系、甚至是后来的星系团。

所以制造物质结构的“人”是引力,而制造巨大空洞的“人”也是引力。不过除了引力以外,还有暗能量的帮助,目前的宇宙正在加速膨胀,那些没有被引力束缚的物质会相距越来越远。

所以,宇宙超空洞在未来会逐渐的增多、增大。

我们有没有被所谓的高等生命囚禁?

这个说法更多的是对宇宙的敬畏,然后产生的幻想。我们抬头能看见星空,光子穿过数百亿年的空间将宇宙古老的信息传递到地球,宇宙一直对我们是一种开放的状态。

当年人类无法克服万有引力的时候,感觉像是被囚禁在了地球,天上那么多的繁星,我们只能看,根本无法企及。

当人类有一天具备登天的能力,这不也踏上了夜空中最亮的天体月球。

目前我们最远的飞行器也飞离了太阳风顶层。总有一天它也会飞离太阳引力的控制范围。只要我们科技足够发达,未来我们脱离银河系也不是不可能的。一切都取决于人类的科技发展水平。

如果真的有高等生命在囚禁我们,你觉得他们会让我们在地球上过的这么安逸吗?会让我们在太阳系乱折腾吗?

不可否认,在如此庞大的宇宙空间中,不可能只存在人类唯一的智慧生命,并且很有可能他们比我们的科技要发达的多,这是科学界的共识。

但就目前来说,这样的生命并没有被我们发现,他们也没有来造访地球。不管是黑暗森林的解释、还是生命大过滤器、还是其他难以克服因素,目前都只是人类了猜测。

我们并不能准确的解释为什么人类现在还没有看到外星人,关于外星人的种种猜测,我觉得只有到了某一天我们真正的见面以后,才能得到回答。

事物之间是有局限的,局限的内外是不同的规则在运作,宇宙墙就是目前可探知的宇宙的局限,宇宙墙的以外部分不是不存在,而是存在的规则不同了。这种宇宙墙存在于整个宇宙当中,包括太阳系内外也存在局限,人类离开太阳系的过程也必然会撞墙,这个需要漫长的科学 探索 ,了解太阳系外太空规则。

接下来让我们稍微具体解释一下宇宙墙到底是什么。我们的宇宙中所看到的星系和恒星都是经历了一个从无到有的过程。宇宙最开始的时候,宇宙中的物质几乎都是均匀分布的,只是有一个非常小的密度差别,这个密度差别会对宇宙微波背景辐射的密度分布造成同样的影响,通过宇宙微波背景辐射温度的差别知道,这个温度差别大约是十万分之一。即使这么小的密度差别,在最后的演化过程当中,密度大的地方具有更强的吸引力,从而吸引更多的气体,逐渐累积坍缩而形成恒星和星系,而且这些星系往往聚集在一起形成条状,并且成三维结构,在天文学当中称之为纤维状结构,这就是我们上面所提到的宇宙墙。这种条状结构在宇宙当中非常普遍,所以说宇宙墙也是非常普遍的。

另外,其它气体被吸积掉的区域,因为气体几乎被吸积掉,最终变的几乎空无一物,这些地方就形成了后来被称之为空洞的地方。

这些纤维状结构和空洞就构成了我们所看到的宇宙。

简单的说,“宇宙墙”就是由星系组成,因为在英文当中,“宇宙墙”实际叫做“星系纤维”但这样描述粒度有点过细了(再细点可以说是恒星组成的,但这样就没意思了),用恰当的粒度来描述的话,应该说宇宙墙是由星系团或者超星系团(成群的星系团)组成的,因为这种结构实在是太大了,超乎我们的想象。

“宇宙墙”是宇宙中最大的已知结构。它们是巨大的由引力组织起来的纤维状的构造,相互交错交联,典型长度为50至80兆秒差距(163至2.61亿光年),是宇宙中巨大空洞的边界。

在宇宙演化的标准模型中,星系构成的细丝沿着网状的暗物质形成。研究者们认为,这种暗物质决定了宇宙最宏观的结构。暗物质的引力作用吸引了重子构成的物质,天文学家们观察到的正是这些“明物质”形成的无数超星系团交联构成的长而薄的“墙”。

上图:暗物质主导了宇宙星系墙之间的孔隙,这看起来很像人类骨骼里面的情况。

英文术语中把所有的这种结构都称为“纤维(状结构)”(filament),然后把长轴相对于截面轴比较长的纤维结构称为“长城”。

上图:5亿光年内最近的“星系墙”,红色字标示的是宇宙中间的空洞,蓝色字标示的是“星系团”。黄色文字标示的是“宇宙墙”(就是几个超星系团连接起来的结构)。注意每个白点都是一个星系。Virgo SuperCluster是我们银河系所在的处女座超星系团,我们的银河系位于处女座超星系团内的处女座星系团。

我们所在的“长城”

上图:银河系在本地宇宙纤维结构当中的位置(You are here箭头所示)


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