“南极墙”被发现,离地球很近但一直被遮挡,这是何方神物?(南极墙是什么)

对于人类来说,宇宙至今都还是一个神秘的未知空间(南极墙是什么),人类本身的能力非常有限,难以在短时间内用实际的行动去丈量宇宙。迄今为止,人类自身到过的最远地方不过是38万公里以外的月球,这在更大层次上的宇宙空间看来,几乎和静止不动没有区别。

为了让我们的脚步迈向更远的地方,人类目前也在不断加强自己的科技实力,希望能够在短时间内去往更加遥远的地方,揭开更多关于宇宙的奥秘。但人们的行动并不是鲁莽行事,而是建立在对于要到达的地方已经充分了解的基础上。因此,天文学者们对于宇宙的观测和研究十分重要,它是我们进行宇宙实际探索的基础

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和航天技术一样,上世纪的宇宙学也在迅猛发展,推翻和更新了许多以往的观念。虽说我们目前还没有真正搞清楚宇宙的构成方式,但对于很多方面都有了相关理论的猜想,比如宇宙大爆炸、多元宇宙、高维宇宙等等。在提出这些猜想之后,科学家们开始想办法去证明它的正确性,又反过来推动了宇宙观测技术的发展,说明一个领域的各个学科之间有相互促进的作用。

进入21世纪以来,人们的宇宙观测又有了不少新突破,而像中国这样的大国随着国力的增强,也加入了国际宇宙探索的第一梯队让人类总体的实力增强不少

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我们的宇宙究竟有多大?

在宇宙学中有一个非常基本的问题,那就是“宇宙有多大”?尽管一眼看上去这个问题非常简单,但就像数学中的“1+1=2”最难证明一样,宇宙的大小也是人类至今都还没有得到答案的问题

如果宇宙真的是大爆炸之后生成,那么宇宙膨胀的速度已经超过了光速,在光未能够到达的地方我们也无法进行观测,因此对于人类来说,我们能够认识的极限只是“可观测宇宙”而已。可观测宇宙的直径达到了930亿光年,而这很有可能只是真正宇宙大小的冰山一角,宇宙真正的大小我们目前难以测算。

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对于人类来说,可观测宇宙是宇宙的“临时终点”,也是目前在时间范围内有意义的部分。因此虽然没能够继续测量整个宇宙的大小,但我们还是对于可观测宇宙进行了一系列细致的研究,希望能够在更大的范围内找到宇宙构成的种种形式。

比如说,在我们的太阳系、银河系之外,宇宙中的天体是不是还有更大的单位?这些单位的大小、位置和分布是怎样的,对于我们又有怎样的影响?关于这些问题,现在的人们已经有了不少崭新的理论。

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宇宙的构成方式

在很长一段时间内,我们对于银河系之上的宇宙单位几乎一无所知。但研究者们通过各种细致的观测和复杂的计算,认为宇宙中的众多星系一般并不是分散存在,而是“成团”存在,大于100个的集合被称为星系团,而小于100个的集合被称为星系群。比如我们的银河系也处在这样一个单位中,这个约有40个星系的群体被称为“本星系群”。

在本星系群之外,还有着巨大的室女座超星系团其中包含了大约100个星系团或者星系群,最大直径达到了1.1亿光年。在很长一段时间内,人类的认知止步于此,但后来一些学者提出,室女座超星系团也不是宇宙单位的极限,在那之上的范围中,室女座超星系团只是更大的拉尼亚凯亚超星系团的一部分

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拉尼亚凯亚超星系团中大约有10万个星系,银河系只是其中非常平凡的一个。它的总体呈现出流苏状结构,像是一片巨大的“羽毛”。看到这里或许大家会觉得,这可能就是宇宙中最大的天体单位,但其实并非如此。

拉尼亚凯亚超星系团处于一个“长城”一样的宇宙丝状集合体中,但由于被各种宇宙天体阻挡,我们现在还无法确定自己所在的宇宙“长城”究竟有多大。尽管我们“不识庐山真面目”,但其他的宇宙长城结构却可以被我们所观测到,比如目前人类发现的宇宙最大尺度结构——武仙-北冕座长城

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“南极墙”的发现

除了武仙-北冕座长城以外,人类还观测到了许许多多其他更小的“宇宙长城”,比如在2003年发现的史隆长城。2020年,研究者们又在《天体物理学》杂志上刊文,新发现了一个大小和史隆长城类似的宇宙长城结构,被称为“南极墙”。那么,这又是何方神物呢?

南极墙和地球上的南极没有什么关系,它指的是其位于地球的南天极方向南极墙中起码含有10万个星系,而且并不是一个平直的结构,更像是包裹着我们的一片“云雾”

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值得一提的是,南极墙距离地球相对于其他大尺度结构来说很近,大约是十亿光年。按理来说,如此巨大的天体结构,距离我们又很近,人们早就应该发现了才对,为什么直到现在才发现

因为南极墙处在一个“恰好”的方向上,那就是银河系的正后方。虽然离我们的绝对距离很近,但是却被银河系中心的众多物质,比如恒星、星尘等发出的光亮所遮挡,所以在此前的漫长时间里,人类都没有发现这个结构的存在。

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那么,这一次研究者们又是怎么发现南极墙的存在的?既不是使用最基本的光学观测,也不是使用射电信号进行测量,而是使用了测量宇宙“红移”的方法。我们在上文中说到了宇宙的膨胀,而光的波长在距离变化中会产生变化,科学家们正是根据这一点更加确定了我们的宇宙是否还在膨胀以及膨胀的速度

红移中存在着一种引力红移,就是当一种物质的引力场足够大的时候,也会造成红移现象。科学家们正是基于对于各种天体的引力红移进行观察,才确定了在距离我们这么近的地方有这么大的天体结构

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南极墙是什么?南极墙的发现对我们有什么意义?

不管南极墙离地球有多么近,它现在也处在一个人类目前绝不可能到达的距离,我们对其进行研究究竟有什么意义?其实南极墙的发现对于人类来说不仅仅是对于天体结构本身的确认,科学家们还能够从南极墙形成和演变的背后“以小见大”,看到整个宇宙的演变

宇宙在大爆炸之初的物质分布和结构和现在不同,天体物质很有可能是在漫长的岁月中因为引力和其他物质的束缚才逐渐形成如今的模样,并且在今后也会不停地改变,已经集中的物质更加集中。科学家们在南极墙的存在中,就看到了这样的宇宙间物质的演化过程。

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对于人类来说,观察宇宙就像在绘制一幅地图,众多的天体就是宇宙中的“山峦”与“河流”,现在地图上还有许许多多空白,需要在今后一点点填满。除此之外,“南极墙”的发现还有一个重要的作用,那就是对于人们研究宇宙暗物质的分布和影响有一定价值

暗物质是宇宙学中一个重要的研究课题,但如果在小范围的宇宙空间内进行观测和计算很难发现,越大的宇宙结构越好进行观测。因此,南极墙的发现对于我们来说是研究暗物质、暗能量的好机会

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拓展:暗物质和宇宙网

在上文中我们提到了暗物质的概念,但很多人可能对这个名词云里雾里,并不知道它的真实定义。在科学家的猜想当中,暗物质是宇宙组成的重要一部分,宇宙中大约有百分之八十五的质量是暗物质。

但它和我们以往了解的物质都不一样,既不可见,也无法通过一般的观测方式发现。既然南极圈是一个如此庞大的结构,那么其中应该也有成正比的暗物质,显然比小尺度的宇宙结构更好观测

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除了暗物质之外,南极墙的发现对于人类进行“宇宙网”模型的完善也有重要作用。宇宙网是人们设想的“宇宙高速公路”,它是一个巨大的网状结构将众多的星系、气体、暗物质等联系在一起

不管是我们的拉尼亚凯亚超星系团还是南极墙,都是宇宙网的一部分。因此,我们发现越多的天体结构,对于宇宙网的认识就越发完善,有助于我们更加了解这无边无际的“宇宙森林”,从而对宇宙本身产生更深的了解。

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结语

对于人类来说,宇宙中还有着万万千千的谜团,甚至连一些基本的概念我们都还没有搞清楚。

因此,现在要说我们对于宇宙的探索达到了什么水平还不现实,只能够在今后继续前进,争取多了解一些关于物质世界的信息,看到那些以往我们看不到的事物。现在人类还没有办法真正捕捉到暗物质,如果有一天我们可以利用暗物质的能量,说不定可以利用其进行星际旅行,填补当前人类科技的空白。

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人类文明发展已经有了数千年,在地球上已经是不可忽视的存在,但我们的宇宙征程才刚刚开始。在对于宇宙的观测方面,现在的人类就像是一个趴在窗口好奇观看的小孩一样。

只有自身的科技实力不断增强,才有可能在今后继续发展,去往更加遥远的空间,“看到”更多的物质类型,并且利用它们来达成我们自己的目标。人类目前的局限性显而易见,但是人类的未来无疑值得期待。

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