銀河系外觀測到巨大的星團結構,可能是傳說中的須彌山?

觀測星體及宇宙的真實面貌,了解宇宙的結構、起源,一直以來是天文學研究的課題,也是人類密切關注的問題。

人類觀測到的最遠天體範圍

遙遠的天體是否可見,取決於兩個因素:一是目標天體的發光能力,二是目標天體與我們之間的距離。用天文學的術語來說,就是「視星等」(Apparent Magnitude)。天文學家用視星等來描述人類用肉眼所觀測到的天體亮度。

「視星等」的概念,起源於古希臘天文學家喜帕恰斯,他編制了一個包含 1022 顆恆星的恆星位置表,把它們按亮度的高低分為了 6 個等級,規定等級越低的恆星,目視亮度就越高。1850年,英國天文學家普森將這 6 個等級進行量化計算,得出相鄰兩級「視星等」之間的亮度差值為 2.512 倍。

為了更好地描述觀測到的天體,後又引入了「負星等」概念。例如,人類在地球上用肉眼能看到的最亮天體是太陽,它的「視星等」為 -26.71,而月亮的「視星等」為 -13。通常認為,「視星等」為 6 或6.5的天體是人類肉眼所能看到的極限。

然而,由於大氣層與地面光源「污染」,在地球上,無論是肉眼,還是藉助天文望遠鏡,能觀測到的星體是很有限的,人類用肉眼能看到的恆星主要集中在幾千光年以內。通常認為,肉眼能觀測看到的最遠天體,是銀河系外20萬光年距離的仙女座星系和6萬光年的三角座星系。

太空望遠鏡打開「全新的天空」,刷新觀測認知

1990年,哈勃太空望遠鏡(Hubble Space Telescope)在1990年4月24日發射升空。哈勃望遠鏡是為了紀念美國天文學家哈勃(Edwin Hubble)而命名。

2021年12月25日,韋伯太空望遠鏡(James Webb Space Telescope)發射升空。韋伯太空望遠鏡是紅外線太空望遠鏡,提供比哈勃空間望遠鏡更高的紅外分辨率和靈敏度。

與地面望遠鏡不同,空間望遠鏡可以避免大氣對於紅外線頻段的吸收,空間望遠鏡為天文學家打開了一片「全新的天空」。30多年來,這兩個太空望遠鏡,累積了大量珍貴的數據,仍蘊藏許多人們未曾發掘的資訊。

跨越宇宙虛空的「宇宙牆」

宇宙真實的面貌到底是什麼樣子?對現在天文學的認知水平也只能是還是管窥蠡测,管中窥豹。但在天文學家不斷觀測宇宙的過程中,還是可以不斷刷新人們的認知。

在2014年,波马瑞德和他的同事發現了拉尼亚凯亚超星系团。拉尼亚凯亚超星系团的長度約有5.2亿光年,质量大约是1亿个太阳的质量。 新泽西州普林斯顿大学的天体物理学家内塔·巴赫卡尔表示,在如此大的尺度上了解宇宙的外观,对于建立当代宇宙模型很有帮助。但要确定这些巨大的、纵横交错的结构究竟从哪里开始和结束是很困难的。

由於這些超星系团的長度跨度實在太龐大,天文學家們統稱為「宇宙牆」,也有稱之為「长城」,「巨墙」,「空洞」的。例如,史隆长城(Sloan Great Wall),武仙-北冕座长城(Hercules-Corona Borealis Great Wall),牧夫座空洞(Bootes Void)。

距離銀河系外5億光年的「南極牆」

2020年7月10日,巴黎薩克雷大學Daniel Pomarède和夏威夷大学R. Brent Tully的研究團隊,在《天體物理學雜誌》宣布發現了「南極牆」。然而,「南極牆」與地球的距離約為5億光年,是武仙-北冕座「長城」到地球距離的一半。因為該區域所處的位置基本處在觀測宇宙虛空天體「南極」地區,因此稱為「南極牆」。

南極牆在天體座標中的投影
南極牆在天體座標中的投影(來源:維基百科

「南極牆」由眾多星系細絲組成,呈200度的弧形延伸,從起始位置開始一直蔓延伸展有13.7億光年的空間,从北半球天区的英仙座一直延伸到了最南边的天燕座。

「红移」现象與「南極牆」的引力

既然「南極牆」比之前發現的「宇宙牆」更近地球,為什麼反而晚發現呢? 巴黎大學丹尼爾·波馬雷德(Daniel Pomarede)解釋說:這是因為南極牆位於一個還沒有完全測量的天空區域,那裡的直接觀測受到了前景星雲和星系塵埃的阻礙。南極牆內的星系無法直接觀測,我們之所以發現它,要歸功於「南極牆」的引力影響。

《麻省理工學院技術評論》(MIT Technology Review)也說,從地球的角度來看,這堵「南極牆」位於宇宙的南邊界,由數千個星系、氫氣、塵埃和暗物質組成。

通俗的說,根據研究團隊的學者和天文學家的解釋,「南極牆」主要分布在「宇宙」的南半天区,从地球的南半球看去,这些星系墙整体都隐藏在银河系的后面,被银河系盘面中明亮的恒星、气体、尘埃等光芒所遮蓋了。因此,人們通常都沒注意它。天文学家也将这个区域稱作为「隐藏带」。它的引力影響了周圍的星系,研究人员选择对银河系外的结构进行「红移」现象的观测,最终还是发现「南极墙」的存在。

根據天文學家埃德溫 · 哈勃(Edwin Hubble)的理論,遠方的星系會不斷遠離銀河系(又稱「退行」),就像不斷變大的氣球上的兩個斑點會越來越遠一樣。星系遠離地球的這種運動會導致它們發出的光朝波長更長(也就是顏色更「紅」)、頻率更低的方向偏移,就像離我們遠去的救護車警笛一樣。這種現象叫作「紅移」,比較容易觀測,天文學家用它來代表宇宙的相對距離。

关于这堵「宇宙墙」,科学家们有了多种推测,有認為「宇宙墙」是宇宙的边缘。也有认为「宇宙墙」是用来隔绝宇宙的,避免彼此运行干扰的一种保护机制。也有認為這是由另外高级文明设定的,我们这个宇宙很有可能是被「圈」起来的,我们之所以找不到任何的生命,很可能是因为我们都是实验的对象。

那麼究竟是什麼呢?

傳說中的宇宙結構:須彌山之說

佛教傳說中的須彌山,上層為天Urdhva Loka、中層空為Madhya Loka、下層地為Adho Loka。周圍有四大部洲,以須彌山為中心,呈同心圓圍繞。須彌山北面是北俱盧洲(Uttarakuru),東面是東勝神洲(Pūrvavideha),南面是南贍部洲(Jambudvīpa),西面是西牛賀洲。而人類的世界在須彌山的南面。

文昭「思緒飛揚」認為,銀河系以外觀察到的超大星團結構,巨型尺度上的真相和傳說中須彌山結構高度相似,天文學家的發現似乎正在揭開須彌山的真相。詳情請觀看視頻「銀河系外觀測到的須彌山」。

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