這個(gè)宇宙總是能夠帶給我們難以預(yù)料的驚喜，在一次次的天文發(fā)現(xiàn)中，人類不斷地意識(shí)到：直徑15萬光年的銀河系，在各種宇宙結(jié)構(gòu)的面前，顯得多么渺小。
我在上小學(xué)的時(shí)候讀天文的書，上面介紹的宇宙級(jí)分類還是星系之上就是宇宙。但是，現(xiàn)在我們知道，星系和宇宙之間，還有著許多結(jié)構(gòu)，比如星系團(tuán)、超星系團(tuán)……
實(shí)際上，天文學(xué)家早就已經(jīng)注意到，星系在宇宙中并不是隨機(jī)分布的。它們看似距離遙遠(yuǎn)，都是宇宙中的孤島，但實(shí)際上彼此之間都有著微妙的聯(lián)系?？茖W(xué)家形容說，星系在宇宙中就像是項(xiàng)鏈上的珍珠一樣被連接了起來，只不過連接它們的是氫氣構(gòu)成的“鏈”。在極其廣袤的空曠的宇宙空間內(nèi)，這些氫氣鏈將星系連接成網(wǎng)狀或者絲狀結(jié)構(gòu)。
（圖片說明：拉尼亞凱亞超星系團(tuán)）
包括我們的銀河系，也是位于這樣的結(jié)構(gòu)之中。天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)，銀河系所在的室女座超星系團(tuán)，其實(shí)位于一個(gè)叫做拉尼亞凱亞超星系團(tuán)的巨大結(jié)構(gòu)中。2014年9月，天文學(xué)家正式確認(rèn)了這個(gè)直徑達(dá)到5.25億光年的驚人宇宙結(jié)構(gòu)，并且指出：它所包含的質(zhì)量相當(dāng)于太陽(yáng)的10億億倍！
不過，宇宙中最令人類震驚的，莫過于宇宙長(zhǎng)城。早在1989年，天文學(xué)家就在距離我們2億光年的位置上發(fā)現(xiàn)了CfA2長(zhǎng)城。這個(gè)宇宙結(jié)構(gòu)的尺度達(dá)到了5億光年，是當(dāng)時(shí)人類已知最巨大的宇宙結(jié)構(gòu)。直到2003年，天文學(xué)家利用斯隆數(shù)字巡天項(xiàng)目，發(fā)現(xiàn)了直徑達(dá)到13.7億光年的斯隆長(zhǎng)城，才打破了這個(gè)紀(jì)錄。
（圖片說明：斯隆長(zhǎng)城）
目前，已經(jīng)有許多天文學(xué)家致力于尋找星系之間的聯(lián)系，描繪這些驚人的宇宙結(jié)構(gòu)，法國(guó)巴黎-薩克雷大學(xué)的宇宙學(xué)家Daniel Pomarede介紹說，目前我們將這個(gè)領(lǐng)域稱作宇宙制圖學(xué)。
隨著我們的天文觀測(cè)越來越深入，尺度更甚于斯隆長(zhǎng)城的宇宙結(jié)構(gòu)也不斷被發(fā)現(xiàn)，它在人類的認(rèn)知中，如今也只能排到第六位。而前不久，Pomarede等人又發(fā)現(xiàn)了一個(gè)比它更加巨大的宇宙結(jié)構(gòu)——南極長(zhǎng)城（South Pole Wall）。
據(jù)介紹，南極長(zhǎng)城其實(shí)一直隱藏在人類的視線中，卻被我們“視而不見”。和那些動(dòng)輒幾十億甚至一百多億的星系相比，南極長(zhǎng)城距離我們僅有5億光年。但是，它的位置恰好處在銀河系的另一頭，以至于被銀河系中心那片明亮的光芒所遮掩，所以直到最近才被我們發(fā)現(xiàn)。那么，天文學(xué)家是如何發(fā)現(xiàn)它的呢？
Pomarede介紹，通常來說，天文學(xué)家會(huì)利用紅移來計(jì)算天體的距離。這個(gè)方法最早是美國(guó)天文學(xué)家埃德溫·哈勃利用來計(jì)算河外星系距離的，其原理就是多普勒效應(yīng)在電磁波領(lǐng)域的應(yīng)用，我們前面也多次介紹過。在天體和我們的距離發(fā)生變化時(shí)，它的光譜也會(huì)有偏移。
不過，Pomarede并沒有完全局限于紅移的方法，在利用紅移技術(shù)的同時(shí)，還考慮到了星系在引力的牽引作用下彼此圍繞著運(yùn)動(dòng)的情況。他們之所以采取這樣的觀測(cè)手段，就在于其目的不僅僅想要觀測(cè)到可以看見的宇宙天體所產(chǎn)生的引力，還希望能夠發(fā)現(xiàn)暗物質(zhì)。
我們知道，暗物質(zhì)可以像可見物質(zhì)一樣產(chǎn)生引力，但是無法直接觀測(cè)到，所以也不可能有紅移現(xiàn)象，只有通過天體運(yùn)動(dòng)來推測(cè)它們的存在以及質(zhì)量等特征。因此，Pomarede的團(tuán)隊(duì)才希望通過這樣一個(gè)全新的方式來發(fā)現(xiàn)暗物質(zhì)。利用這個(gè)技術(shù)對(duì)一些星系的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行的研究，他們可以繪制銀河系中心遮擋天區(qū)天體的三維分布圖。
（圖片說明：放大的南極全天圖，南極長(zhǎng)城在這張圖中并不能被我們看到，就像它多年以來都沒有被人類發(fā)現(xiàn)一樣）
結(jié)果，就在這個(gè)過程中，他們發(fā)現(xiàn)了一個(gè)非常詭異的氣泡。就在天空的西南端為中心，向北方的鯨魚座掃出一片翼狀的巨大結(jié)構(gòu)；另一側(cè)則形成一條粗壯手臂的形狀，方向是天燕座。根據(jù)它所處的位置，該團(tuán)隊(duì)稱之為南極長(zhǎng)城（South Pole Wall）。
據(jù)觀測(cè)，南極長(zhǎng)城包含了幾十萬個(gè)星系，跨幅達(dá)到了14億光年，幾乎是銀河系直徑的1萬倍，甚至比斯隆長(zhǎng)城還要巨大。也就是說，根據(jù)人類目前的認(rèn)知，它至少也是和斯隆長(zhǎng)城并列為宇宙第六大結(jié)構(gòu)。
（圖片說明：南極長(zhǎng)城的結(jié)構(gòu)示意圖）
普林斯頓大學(xué)的天體物理學(xué)家Neta Bahcall告訴我們：對(duì)于這些大尺度的宇宙結(jié)構(gòu)對(duì)于我們來說非常重要，它們是人類建立宇宙模型的重要拼圖。但是，在確定這些巨大結(jié)構(gòu)的邊界，對(duì)于天文學(xué)家來說始終是一個(gè)非常棘手的問題?！爱?dāng)你看到這些絲線和空隙組成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)時(shí)，它們彼此之間到底是否連接，就變成了由我們?nèi)绾味x來決定的了。”她說。
正如她所說的，Pomarede的團(tuán)隊(duì)在論文中也明確表示：他們并沒有完全確定南極長(zhǎng)城的邊緣。“在為宇宙繪制一個(gè)更加宏偉、明確的邊界之前，我們都無法確定它的完整結(jié)構(gòu)，或者它是否具有什么獨(dú)特之處。”
就像我們當(dāng)初認(rèn)為室女座超星系團(tuán)就是銀河系與宇宙之間唯一的結(jié)構(gòu)一樣，最終這個(gè)理論也被拉尼亞凱亞超星系團(tuán)所擊破。在面對(duì)這個(gè)浩瀚的宇宙時(shí)，我們很難說某個(gè)理論是能夠永遠(yuǎn)成立的。
目前來說，我們已知的宇宙最大結(jié)構(gòu)是武仙-北冕座長(zhǎng)城，其跨幅甚至超過了100億光年。要知道，整個(gè)宇宙的直徑才只有940億光年。根據(jù)我們目前的發(fā)現(xiàn)，可能很難再找到這種宇宙長(zhǎng)城之上還有什么結(jié)構(gòu)了。不過，誰(shuí)知道呢，也許哪一天就有爆炸性的發(fā)現(xiàn)，再一次震驚世人呢！
