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宇宙中最大的结构是什么?

不是直径20万光年的银河系,也不是直径5.2亿光年的拉尼亚凯亚超星系团,而是绵延百亿光年的宇宙长城。

当若干条宇宙长城在宇宙中绵延分布交错纵横的时候,便形成了可观测宇宙最顶层的结构,即宇宙网状结构,由于这个结构跟大脑内部的神经原分布高度相似,所以天文学家也把它称为宇宙神经网络,更有甚者认为宇宙就是一个大脑。

在之前相当长一段时间内,宇宙神经网络都只局限于理论上,因为它的范围太大光芒又太微弱,本质上是由无数个星系组成的这个网络,一直以来都很难被拍摄出来,但不久前加州理工学院的一批科学家宣布,他们拍到了宇宙神经网络发出的微光。

他们选取了距离地球105亿光年的一片时空区域,将方圆百万光年,进深6亿光年范围内的星系网络长时间曝光,然后利用遥远类星体的辐射和明亮星系发出的光,勾勒出了整个宇宙神经网络的一部分,即我们现在看到的这张图。

从光谱信息上来看,宇宙神经网络的主要元素是氢元素,这跟理论预测是相符的,因为网络本身是由若干个星系组成的,而构成星系的主要是氢元素形成的恒星们,比如太阳和其他数千亿颗恒星就组成了银河系,而银河系所在的拉尼亚凯亚超星系团,就是宇宙网状结构中的一个比较大的节点。

你也许会好奇这种结构是怎么在宇宙中形成的,目前的理论认为,138亿年前宇宙大爆炸之后,有大约60%的氢元素在三维的宇宙时空中坍塌成了一张薄膜,这张薄膜里的氢元素在引力作用下不断坍塌成恒星并组成星系,而随着星系数量越来越多,这张薄膜也开始变得稀疏,并且一步步朝着若干条线组成的网络结构演化。

一般人可能会惊叹于宇宙网状结构的宏大,星系数量的众多,但天文学家更关注的是宇宙网络结构中那些黑色的部分,因为那里有宇宙最大的秘密,即暗物质和暗能量。

目前的宇宙学理论认为

在宇宙中所有能被看见的物质,也就是星系们加起来的质量和能量,只占到了全宇宙的5%左右,而剩下的25%是暗物质,70%是暗能量,由于暗物质无法被看到,只能通过引力被间接确认存在,所以科学家一直说我们看到的宇宙,只是真实宇宙的20分之一。

剩下的暗物质和暗能量,就藏在此次拍摄图像的黑暗部分,即宇宙网状结构中的空隙,暗物质和暗能量就在那里交织,但它们起到的作用却完全相反,甚至可以说暗物质和暗能量一直在左右着宇宙的命运。

之所以这么说,是因为暗物质在提供额外的引力保证星系们不会分崩离析,而暗能量一直在提供额外的斥力让宇宙加速膨胀,在宇宙膨胀速度早已超过光速的今天,天文学家认为如果暗能量一直加速的话,最终会撕裂宇宙网络结构,让星系们彼此失去联系,成为越来越大的宇宙中的一个个孤立的个体。

在宇宙膨胀的最后阶段,所有的星系里的所有恒星都会被撕碎,甚至每一颗原子都会被撕碎,而这个宇宙结局便是大撕裂。

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