潛伏在深空的巨型結構挑戰了對宇宙的理解
遙遠宇宙中一個巨大的結構正在挑戰我們對宇宙如何演化的理解。
在經過69億年才到達我們的光線中,天文學家發現了一個巨大的、幾乎完美的星系環,直徑約為13億光年。它與任何已知的結構或形成機制都不匹配。
大環,正如結構所命名的那樣,可能意味著我們需要修改標準型號宇宙學。
這一發現由中央蘭開夏大學的天文學家亞歷克西婭·洛佩茲(Alexia Lopez)領導,已提出在美國天文學會第243次會議上。
這是洛佩茲和她的同事們發現的第二個巨型結構。第一個,稱為巨弧,居然在天空的同一部分,在相同的距離.當2021年宣布發現這顆弧時,天文學家感到困惑。大戒指只會加深這個謎團。
“在我們目前對宇宙的理解中,這兩種超大結構都不容易解釋。洛佩茲 說.“它們的超大尺寸、獨特的形狀和宇宙學上的接近性肯定告訴我們一些重要的事情——但究竟是什么?”
最直接的聯系似乎是與一種叫做重子聲振蕩(BAO)。這些是在整個太空中發現的巨大的圓形星系排列。它們實際上是球體,是聲波的化石,它們在早期宇宙中傳播,然后當空間變得如此漫射,聲波無法再傳播時,它們就凍結了。
Big Ring 不是 BAO。BAO都是固定大小的,直徑約為10億光年。對大環的徹底檢查表明,它更像是一個開瓶器形狀,其排列方式使其看起來像一個環。
這就留下了一個非常懸而未決的問題:這到底是什么?這對宇宙學原理意味著什么,它指出,在所有方向上,任何給定的空間都應該看起來與所有其他空間幾乎相同?
“當我們大規模觀察宇宙時,我們預計物質在太空中的任何地方都均勻分布,因此在一定尺寸以上不應該有明顯的不規則性。洛佩茲解釋道.
“宇宙學家計算出目前結構的理論尺寸極限為12億光年,但這兩種結構都要大得多——巨弧幾乎是巨弧的三倍,大環的周長與巨弧的長度相當。
但尺寸只是問題之一。另一個是它對宇宙學的意義,即對宇宙演化的研究。當前的模型是目前最適合我們觀察到的模型,但在其框架下很難解釋一些功能。
還有其他模型可以解決這些特征。在這樣的模式下,羅杰·彭羅斯(Roger Penrose)的共形循環宇宙學,宇宙在其中經歷了無盡的大爆炸膨脹周期,環狀結構是預期的 - 盡管值得注意的是,共形循環宇宙學具有自身的重大問題.
另一種可能性是,這些結構是時空結構中的一種拓撲缺陷,稱為宇宙弦.這些被認為是質子寬的褶皺,隨著時空的拉伸,在早期宇宙中出現,然后凍結到位。我們沒有發現太多宇宙弦的物理證據,但理論證據是相當有希望的。
目前,沒有人確切知道大環和巨弧意味著什么。它們可能只是星系在天空中旋轉的偶然排列,盡管這種可能性似乎很小。
最好的希望是找到更多這樣的星系排列,它們散布在整個宇宙中,隱藏在眾目睽睽之下。
“從目前的宇宙學理論來看,我們認為這種規模的結構是不可能的。洛佩茲 說.“我們可以期待在我們所有可觀測的宇宙中可能有一個非常大的結構。然而,大環和巨弧是兩個巨大的結構,甚至是宇宙學上的鄰居,這非常令人著迷。
該研究已在聯合國人權事務高級專員辦事處第243次會議上作了介紹。美國天文學會.