在遥远的太空中发现第二个超大型结构进一步挑战了我们对宇宙的理解

汪雨甘捍

天空中大环（蓝色）和大弧（红色）的艺术印象。信用:Stellarium

（）据中央兰开夏大学：在遥远的宇宙中发现了第二个超大型结构，这进一步挑战了关于宇宙学的一些基本假设。

天空中的大环距离地球92亿光年。它的直径约为13亿光年，周长约为40亿光年。如果我们能走到外面直接看到它，大光环的直径需要大约15个满月才能覆盖它。

这是中央兰开夏大学（UCLan）博士生阿莱克西亚·洛佩兹发现的第二个超大型结构，两年前，她也发现了天空中的巨大弧形。值得注意的是，大环和直径33亿光年的大弧位于同一个宇宙邻域——它们在相同的距离、相同的宇宙时间被观察到，并且在天空中相距仅12度。

Alexia说，“这两种超大型结构都不容易用我们目前对宇宙的理解来解释。它们超大的尺寸、独特的形状和宇宙学上的接近性肯定会告诉我们一些重要的东西——但具体是什么呢？

“一种可能性是大环可能与重子声波振荡（BAOs）有关。Bao起源于早期宇宙的振荡，至少从统计学上看，今天它应该是星系排列中的球壳。然而，对大环的详细分析表明，它与鲍的解释并不一致:大环太大了，而且不是球形的。

可能还需要其他解释，这些解释偏离了宇宙学中普遍认为的标准理解。一种可能是由诺贝尔奖得主罗杰·彭罗斯爵士提出的另一种理论——共形循环宇宙学（CCC）。宇宙中的星环可能是CCC的信号。

另一种解释可能是宇宙弦穿过的影响。宇宙弦是一种巨大的丝状“拓扑缺陷”，可能是在早期宇宙中产生的。另一位诺贝尔奖得主吉姆·皮布尔斯最近假设，宇宙弦可能在星系大规模分布的其他一些特性的起源中发挥了作用。

此外，大环挑战了宇宙学原理，就像之前的大弧一样。如果大环和巨弧一起形成一个更大的结构，那么对宇宙学原理的挑战就变得更加引人注目。

如此巨大的结构——以及其他宇宙学家发现的其他结构——挑战了我们对空间“平均”区域的看法。它们超过了理论上可行的大小极限，对宇宙学原理构成了潜在的挑战。



大环在x轴上的中心接近0，在x轴上的跨度约为-650至+650（相当于13亿光年）。学分:中央兰开夏大学

亚历克西亚说:“宇宙学原理假设我们能看到的宇宙部分被视为我们预期宇宙其余部分的‘公平样本’。当我们在大尺度上观察宇宙时，我们期望物质均匀分布在空间的每个地方，因此在某个大小以上应该没有明显的不规则性。

“宇宙学家计算出目前结构的理论大小极限为12亿光年，然而这两种结构都要大得多——大弧几乎是大弧的三倍，大环的周长与大弧的长度相当。

“从目前的宇宙学理论来看，我们认为这种规模的结构是不可能的。在我们所有可观测的宇宙中，我们可以期待一个非常大的结构。然而，大环和大弧是两个巨大的结构，甚至是宇宙学上的邻居，这非常令人着迷。”

大环在天空中看起来几乎是一个完美的环，但亚历克西亚的进一步分析显示，它更像一个螺旋形状，像一个螺旋塞，与地球正面对齐。这个巨大的弧形大约是可观测宇宙半径的1/15，显示出遥远宇宙中一个巨大的、几乎对称的新月形星系。它是在相对较近的宇宙中看到的引人注目的斯隆星系和星系团长城的两倍大。

亚历克西亚评论说:“大环和大弧离我们的距离相同，都在牧人博特斯星座附近，这意味着它们存在于同一个宇宙时间，当时宇宙只有现在的一半大。”“它们也在天空的同一区域，在观察夜空时相距仅12度。

“在如此接近的配置中识别两个非凡的超大型结构提高了它们一起形成一个更加非凡的宇宙系统的可能性。

“我们正在查看的这些数据非常遥远，它花费了半个宇宙的生命才到达我们这里，因此从宇宙比现在小约1.8倍的时候开始。在我们努力了解宇宙及其发展的过程中，大环和巨弧无论是单独还是一起都给了我们一个巨大的宇宙学之谜。”

亚历克西亚与来自UCLan杰雷米亚·霍罗克斯研究所的顾问罗杰·克洛维斯博士以及来自美国路易斯维尔大学的合作者杰拉德·威利格尔一起，通过观察斯隆数字巡天（SDSS）的类星体光谱中的吸收线发现了这种新结构。

使用导致发现巨型电弧的相同方法，他们观察到了由类星体背照的介入镁-II（或MgII——这意味着原子失去了一个电子）吸收系统，类星体是遥远的超发光星系。这些非常遥远、非常明亮的类星体就像一盏盏巨大的灯，通过遥远但更微弱的中间星系照射出聚光灯，否则它们将无法看到。

1月10日，在美国天文学会第243届会议上，阿莱克西亚展示了她对大环的发现。