银河系外观测到巨大的星团结构,可能是传说中的须弥山?

观测星体及宇宙的真实面貌,了解宇宙的结构、起源,一直以来是天文学研究的课题,也是人类密切关注的问题。

人类观测到的最远天体范围

遥远的天体是否可见,取决于两个因素:一是目标天体的发光能力,二是目标天体与我们之间的距离。用天文学的术语来说,就是“视星等”(Apparent Magnitude)。天文学家用视星等来描述人类用肉眼所观测到的天体亮度。

“视星等”的概念,起源于古希腊天文学家喜帕恰斯,他编制了一个包含 1022 颗恒星的恒星位置表,把它们按亮度的高低分为了 6 个等级,规定等级越低的恒星,目视亮度就越高。1850年,英国天文学家普森将这 6 个等级进行量化计算,得出相邻两级“视星等”之间的亮度差值为 2.512 倍。

为了更好地描述观测到的天体,后又引入了“负星等”概念。例如,人类在地球上用肉眼能看到的最亮天体是太阳,它的“视星等”为 -26.71,而月亮的“视星等”为 -13。通常认为,“视星等”为 6 或6.5的天体是人类肉眼所能看到的极限。

然而,由于大气层与地面光源“污染”,在地球上,无论是肉眼,还是借助天文望远镜,能观测到的星体是很有限的,人类用肉眼能看到的恒星主要集中在几千光年以内。通常认为,肉眼能观测看到的最远天体,是银河系外20万光年距离的仙女座星系和6万光年的三角座星系。

太空望远镜打开“全新的天空”,刷新观测认知

1990年,哈勃太空望远镜(Hubble Space Telescope)在1990年4月24日发射升空。哈勃望远镜是为了纪念美国天文学家哈勃(Edwin Hubble)而命名。

2021年12月25日,韦伯太空望远镜(James Webb Space Telescope)发射升空。韦伯太空望远镜是红外线太空望远镜,提供比哈勃空间望远镜更高的红外分辨率和灵敏度。

与地面望远镜不同,空间望远镜可以避免大气对于红外线频段的吸收,空间望远镜为天文学家打开了一片“全新的天空”。30多年来,这两个太空望远镜,累积了大量珍贵的数据,仍蕴藏许多人们未曾发掘的资讯。

跨越宇宙虚空的“宇宙墙”

宇宙真实的面貌到底是什么样子?对现在天文学的认知水平也只能是还是管窥蠡测,管中窥豹。但在天文学家不断观测宇宙的过程中,还是可以不断刷新人们的认知。

在2014年,波马瑞德和他的同事发现了拉尼亚凯亚超星系团。拉尼亚凯亚超星系团的长度约有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。

由于这些超星系团的长度跨度实在太庞大,天文学家们统称为“宇宙墙”,也有称之为“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)。

距离银河系外5亿光年的“南极墙”

2020年7月10日,巴黎萨克雷大学Daniel Pomarède和夏威夷大学R. Brent Tully的研究团队,在《天体物理学杂志》宣布发现了“南极墙”。然而,“南极墙”与地球的距离约为5亿光年,是武仙-北冕座“长城”到地球距离的一半。因为该区域所处的位置基本处在观测宇宙虚空天体“南极”地区,因此称为“南极墙”。

南极墙在天体座标中的投影
南极墙在天体座标中的投影(来源:维基百科

“南极墙”由众多星系细丝组成,呈200度的弧形延伸,从起始位置开始一直蔓延伸展有13.7亿光年的空间,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”现象与“南极墙”的引力

既然“南极墙”比之前发现的“宇宙墙”更近地球,为什么反而晚发现呢? 巴黎大学丹尼尔·波马雷德(Daniel Pomarede)解释说:这是因为南极墙位于一个还没有完全测量的天空区域,那里的直接观测受到了前景星云和星系尘埃的阻碍。南极墙内的星系无法直接观测,我们之所以发现它,要归功于“南极墙”的引力影响。

《麻省理工学院技术评论》(MIT Technology Review)也说,从地球的角度来看,这堵“南极墙”位于宇宙的南边界,由数千个星系、氢气、尘埃和暗物质组成。

通俗的说,根据研究团队的学者和天文学家的解释,“南极墙”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、尘埃等光芒所遮盖了。因此,人们通常都没注意它。天文学家也将这个区域称作为“隐藏带”。它的引力影响了周围的星系,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。

根据天文学家埃德温 · 哈勃(Edwin Hubble)的理论,远方的星系会不断远离银河系(又称“退行”),就像不断变大的气球上的两个斑点会越来越远一样。星系远离地球的这种运动会导致它们发出的光朝波长更长(也就是颜色更“红”)、频率更低的方向偏移,就像离我们远去的救护车警笛一样。这种现象叫作“红移”,比较容易观测,天文学家用它来代表宇宙的相对距离。

关于这堵“宇宙墙”,科学家们有了多种推测,有认为“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。也有认为这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。

那么究竟是什么呢?

传说中的宇宙结构:须弥山之说

佛教传说中的须弥山,上层为天Urdhva Loka、中层空为Madhya Loka、下层地为Adho Loka。周围有四大部洲,以须弥山为中心,呈同心圆围绕。须弥山北面是北俱卢洲(Uttarakuru),东面是东胜神洲(Pūrvavideha),南面是南赡部洲(Jambudvīpa),西面是西牛贺洲。而人类的世界在须弥山的南面。

文昭“思绪飞扬”认为,银河系以外观察到的超大星团结构,巨型尺度上的真相和传说中须弥山结构高度相似,天文学家的发现似乎正在揭开须弥山的真相。详情请观看视频“银河系外观测到的须弥山”。

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