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天文學家發現尺度最大的宇宙結構

2013/01/17 | | 標籤:

一組由英國中蘭開郡大學(University of Central Lancashire,UCLan)學者Roger Clowes領軍的研究團隊,發現迄今已知最大的宇宙結構。這個被稱為大類星體群(large quasar group,LQG)的結構,綿延達40億光年之長。

類星體是宇宙早期活躍星系的核心部分,正經歷短暫的異常明亮時期,即便在遙遠的宇宙這端,也看得到它們所發出的光。這個時期僅有約1000萬~1億年左右,以宇宙137億年的天文尺度而言,真的是非常「短暫」。

從1982年開始,天文學家就知道類星體會群聚,形成規模龐大到讓人驚訝的LQG結構。Clowes等人所辨識LQG的規模大到足以挑戰所謂的宇宙原則(Cosmological Principle)假設:當以夠大的尺度觀看宇宙時,不論從那個方向觀看宇宙,看起來的樣子應該都是相同的

現代宇宙論是基於愛因斯坦的研究成果而來,同時也依賴這個宇宙原則假設而推展。然而,雖然大家用得這麼高興,也有人「合理懷疑」,卻從未有任何觀測予以證明它究竟正確與否。

我們銀河系和最近的大型星系—仙女座星系(Andromeda Galaxy,M31)相距約0.75百萬秒差距(Megaparsecs,Mpc),相當於250萬光年。而星系彼此群集組成的星系團,直徑大約是 2~3Mpc。一般LQG的尺度則都在200Mpc以上。基於宇宙原則和現代宇宙論所得的計算,以天文物理學的角度而言,天體的尺度不能超過 370Mpc。然而,Clowes等人發現的這個LQG尺度高達500Mpc。由於它是長條狀的,因此它最長的部分更多達1200Mpc(相當於40億光年),大約是銀河系到仙女座星系的1600倍遠。

Clowes表示:雖然測量LQG的尺度是個非常困難的工作,但最終還是成功達成目的。即使用光的速度跑,也得花上40億年的光陰才能越過這個 LQG。這是個巨大的驚喜,因為它違背了現行對宇宙尺度的瞭解,挑戰自愛因斯坦以來被普遍接受的宇宙原則。Clowes等人計畫繼續搜尋類似的大尺度結構,讓這個宇宙原則的挑戰者能更有份量,或許未來有一天現代宇宙論會因而改寫。

圖片說明:背景顯示在該LQG所在距離的類星體分佈密度,顏色愈深者代表此處有愈多類星體,反之顏色淺者少有類星體。而Clowes等人發現的LQG則以 黑色圓圈標示,由圖中可見這個LQG綿延成串。紅色十字標示的則是另一個小一些的LQG。整張圖相當於天空29.4度×24度的範圍。Credit: R. G. Clowes / UCLan

資料來源:Astronomers discover the largest structure in the universe. Royal Astronomical Society (RAS) [11 January 2013]

轉載自 網路天文館


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