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特别集中的区域。
原来,长城纤维的交汇处是“引力陷阱”
,气体和尘埃在这里被压缩,更容易坍缩成恒星。
“这就像峡谷里的风,风速更快,更容易扬起沙尘,”
林夏解释,“宇宙纤维的‘峡谷’,加速了星系的诞生。”
三、“看不见的长城”
:暗物质与宇宙的“隐形骨架”
史隆长城的“骨架”
,藏在看不见的地方。
林夏记得导师周教授常说:“星系只是长城的‘果实’,真正的树干是暗物质。”
暗物质是一种不发光、不与电磁波相互作用的物质,占宇宙总质量的85,却至今无法直接观测。
但它像隐形的胶水,用引力把星系“粘”
成长城。
2003年发现史隆长城时,科学家就推测它含有大量暗物质。
2010年,欧洲航天局的普朗克卫星通过观测宇宙微波背景辐射(大爆炸的余晖),绘制了暗物质的分布图——图中,史隆长城的位置恰好对应一片“暗物质浓汤”
,密度是宇宙平均水平的10倍。
“暗物质先形成‘纤维骨架’,普通物质(气体、尘埃)沿着骨架聚集,最后点燃恒星,形成我们看到的星系长城,”
周教授在组会上用树枝比喻,“暗物质是埋在地下的树根,星系是地上的枝叶。”
林夏团队用“引力透镜效应”
验证了这一点。
当光线穿过史隆长城时,暗物质的引力会像凸透镜一样弯曲光线,使背景星系的影像变形。
通过分析这种变形,他们计算出长城的暗物质总量——相当于1017个太阳质量,足以让整个结构在宇宙膨胀中保持稳定。
“如果没有暗物质,史隆长城早就被膨胀的宇宙‘扯断’了,就像没有钢筋的混凝土墙,”
林夏说。
这个发现让林夏着迷。
他开始研究长城的“生长史”
:宇宙大爆炸后38万年,暗物质率先形成“种子”
;1亿年后,气体在种子周围聚集,点燃第一颗恒星;10亿年后,星系开始沿暗物质纤维排列;50亿年后(相当于宇宙现在的年龄),终于长成横跨138亿光年的“长城”
。
这个过程像一棵树的生长,从种子到参天大树,跨越了百亿年的时光。
四、“挑战常识”
的代价:当“宇宙常识”
被改写史隆长城的发现,曾让林夏陷入深深的困惑。
2005年冬天,他在北京参加宇宙学研讨会,台下坐着白发苍苍的老院士。
当林夏展示冷湖观测站发现的“类史隆长城结构”
时,一位院士举手提问:“年轻人,你说宇宙是‘纤维网’,那宇宙学原理怎么办?我们教了几十年的‘均匀宇宙’,难道是错的?”
会场一片寂静。
宇宙学原理是现代宇宙学的基石,从爱因斯坦的广义相对论到哈勃发现宇宙膨胀,都建立在“宇宙在大尺度上均匀”
的假设上。
如果史隆长城这样的“巨型结构”
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