宇宙网络有多黑暗?这个宇宙充满了一张巨大的、看不见的网。它的卷须在泰空的空间中穿梭。由暗物质组成的“网”没有光,释放重力。
宇宙被一张黑色的网捆在一起。现在我们可以看到这个“黑网”。
(图片:鹰项目)
由EAGLE项目模拟的可视化宇宙网络中的细丝
一张巨大的、看不见的网穿过整个宇宙,无数的网须在泰空中迂回。然而,尽管它组织了我们在too 空中看到的所有物质,我们仍然看不到这个“黑网”。这是因为“黑网”由暗物质组成,它影响重力但不发光。
直到现在,我们仍然看不到这个暗物质网。研究人员第一次照亮了宇宙中一些最黑暗的角落。
然而,密度上的一些细微差别可能会随机出现。一些小块物质的引力会比它周围的小块物质的引力稍大,而它周围的这些小块物质会被引力较大的小块物质所吸引。这些具有更大重力的小块物质以这种方式变得越来越大,甚至万有引力的影响也会变得越来越强,吸引更多的物质使它们自己变得越来越大,这将持续数十亿年。同时,当这些小块物质吸引周围的小块物质形成相对较大的物质时,这些大块物质之间的空也将变得越来越空。
在宇宙的漫长历史中,大块物质变得越来越大,小块物质变得越来越少。
最后,密集分布的碎片形成了宇宙中的第一颗恒星、星系和星团。在这些恒星、星系和星团之间,形成了巨大的黑洞
今天,这个建设项目已经持续了138亿年,而且还在继续。物质从巨大的孔中流出,与星系形成密集的星系团。这就是我们现在所知的由无数物质形成的巨大细丝网:宇宙网。
黑暗中的一束光
宇宙中绝大多数物质是黑暗的,它们不会与光或我们看到的任何其他有趣的东西相互作用,比如普通的恒星、气体云等。最后,宇宙网络的大部分对我们来说是完全看不见的。但好消息是,当这些暗物质联系在一起时,它们也会把一些普通物质拉进混合物中。
在我们宇宙中密度最大的空空间中,暗物质重力的无声效应影响了大量普通物质的融合,使我们能够看到光:普通物质将自身转变成恒星。
宇宙中的恒星和星系就像远处的灯塔,用光告诉我们暗物质在暗礁上隐藏的地方,照亮了宇宙网络幽灵般真实结构的轮廓。
基于这个观点,我们可以很容易地看到星团。在红眼航班上,他们看起来像一个突然出现的大城市。可以肯定的是,在这样的结构中有大量的暗物质,因为连接这些星系形成巨大的星系团需要强大的引力,而这正是暗物质所能提供的。
在光谱的另一端,不难看到由于在一些空的空间中没有物质而形成的巨大空洞。因为没有星系照亮这些地方,我们可以知道这些巨大的洞在空摆动的存在。
但是宇宙网的辉煌实际上在于细丝本身的细线。这些藤蔓状的微小星系中的细丝已经延伸了数百万年,穿透黑洞,连接明亮的星团,就像宏伟的宇宙高速公路。
在昏暗的镜头下
宇宙网中的细丝是宇宙网中最难研究的部分。其中有一些星系,但数量不是很大,而且这些细丝的长度不同,它们的延伸方向也很复杂。相比之下,对星团和巨洞的研究就像是孩子们之间的几何游戏。因此,即使我们知道这些细丝的存在,并且通过几十年的计算机模拟,我们仍然很难看到它们。
一组天文学家在绘制宇宙网络的工作中取得了巨大的进展。1月29日,他们在arXiv网站的数据库中公布了结果。以下是关于他们是如何完成这项工作的:
首先,他们从BOSS调查中获得了亮红星系统的目录。明亮的红星是星系中的巨星,往往位于暗物质最密集部分的中心。此外,当亮红星系统位于最密集的区域时,连接亮红星系统的线需要由更细的细丝形成。
但是观察两个明亮的红星系统之间的空研究几乎是徒劳的,并且团队没有很多工作人员。因此,该团队发现了成千上万对鲜红色的星星,对它们进行了重新排列,然后将它们整齐地堆叠在一起,创造了一个张和成的形象。
通过这张合成图像,科学家们计算出了所有可以看到的星系。加上这些星系发出的光,研究人员能够研究有多少普通物质参与形成连接两个明亮的红星系统的细丝。接下来,研究人员开始研究宇宙网状结构下的星系,尤其是它们的形状。
当来自星系的光穿过星系之间的宇宙网的细丝时,这些细丝中暗物质的重力将逐渐接近这些光,在这些星系的合成图像中显示出极其细微的运动。通过测量这些细丝中暗物质的运动,研究小组能够确定这些细丝中暗物质的数量。
这次的测量结果与理论预测一致(关于暗物质存在的另一种观点)。科学家也证实了宇宙网络的细丝并不是完全黑暗的。
尽管研究小组绘制的图像很粗糙,但这是历史上的第一张,它清楚地表明大部分宇宙网络是黑暗的,不是每个地方都是黑暗的。
作者保罗·萨特
风云:周
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