天天看點

宇宙星系的排列是完全随機的,還是有着一定的規律?

作者:坐景觀天

在過去,人類對世界的認知一直受到了巨大的局限性。

在古代,不管是東方還是西方,人們都不具備先進的科技手段,隻能墊着腳或者在高處去觀察天空,眼看着日升日落,月缺月滿,以及其他斑斑點點并不耀眼的星辰。

宇宙星系的排列是完全随機的,還是有着一定的規律?

雖然古人們發現了一些獨特的天文現象,比如日食、超新星爆發等等,但是缺乏理論知識的他們并不清楚這些代表了什麼,反而在當時的時代背景下,賦予了這些宇宙天文變化以神明神秘莫測的預兆。

終于在伽利略發明了天文望遠鏡以後,人類終于可以看清楚頭頂上到底有着什麼東西,觀察遙遠行星的變化,感受打破人類肉體的局限,掌握如同“神仙”一樣“千裡眼”的超能力。

宇宙星系的排列是完全随機的,還是有着一定的規律?

而在現代社會,我們的科技已經發生了翻天覆地的變化,各種光學望遠鏡、射電望遠鏡等等有着各種功能的天文裝置被使用在宇宙的觀測之中,也為我們帶來了更加豐富迷人的太空奧秘。

古時候的人們以為世界以“我”為中心,地球即是萬物的中點,當然,今天的我們知道這并不是正确的,甚至地球其實隻是太陽系中一顆無比渺小的類地行星。

宇宙星系的排列是完全随機的,還是有着一定的規律?

放眼望去,宇宙無窮無盡,這是人類哪怕窮盡畢生心血,用幾代人,甚至幾十幾百代人都無法到達盡頭的存在。

根據現代科技下的研究資料,我們發現宇宙的星系都有一定的排列形式,這些排列是有規律的嗎,或者是随機形成的?不急,我們慢慢看下去。

宇宙星系的排列是完全随機的,還是有着一定的規律?

既然說起宇宙的星系排列,那我們自然先看一看到底是什麼樣子的排列。

我們所在的太陽系位于銀河系中,銀河系就如同一個螺旋一樣,伸出了四條巨大的主旋臂,其他也有一些比較小的旋臂也存在于銀河系裡,比如太陽系就位于獵戶臂内側,夾在英仙臂和人馬-船底臂的中間。

宇宙星系的排列是完全随機的,還是有着一定的規律?

随着科技的發展,科學家們逐漸加深了對于宇宙的認知,發現銀河系就是一個較為龐大的恒星集團,幾千萬億顆恒星彙集在其中,圍繞着銀河系的中心旋轉。

同時,科學家們還發現了銀河系周圍還分布着許多其他星系,比如距離銀河系最近的仙女星系,它距離地球有着254萬光年,在地球上看起來如同紡錘一般,直徑22萬光年,外表跟銀河系還有些像。

宇宙星系的排列是完全随機的,還是有着一定的規律?

通過觀測,仙女座星系可能有着10000億左右的恒星數量,遠遠超過了銀河系的恒星,品質應該是後者的兩倍。仙女座星系甚至以每秒鐘300千米的行動速度奔向銀河系,未來30億年後将會與我們相撞,進而聯合成為一個新的星系。

當然,銀河系的周圍也不隻是仙女座星系,還有麥哲倫星雲、三角星系、M 32等等大概50個星系組合形成的本星系群。

宇宙星系的排列是完全随機的,還是有着一定的規律?

事實上,銀河系和仙女座星系剛好是本星系群的兩個品質最大的星系,本星系群的星系們分布稀疏,并未如同太陽系的行星圍繞太陽一樣,向中心彙聚,而是三三兩兩成為一個次群,如同地月一般的衛星系統,比如銀河系周圍就有一些星系圍繞着我們。

在本星系群的周圍,還有大概100個星系群和星雲,一起組成了一個本超星系團,最中心的是超過1300個星系的室女座星系團,因為也被稱為是室女座超星系團。

宇宙星系的排列是完全随機的,還是有着一定的規律?

其他星系團都圍繞着中心的室女座星系團運動,我們所在的本星系團甚至還隻是本超星系團最邊緣的“小角色”,并且還在逐漸遠離室女座星系團的位置。

本超星系團之外又有一種新的超星系團,即裡面擁有至少300到500個在人類現有科技下已經發現了的星系團和星系群,形成了一張如同蜘蛛網一般的宇宙網,其中有大概10萬多個星系。

宇宙星系的排列是完全随機的,還是有着一定的規律?

在這個超星系團中,全部的星系都向着它的重量中心附近的一處引力異常處運動,速度大概是每秒700千米左右,非常迅速,并且這個地方詭異到可以影響遠在幾億光年的地方,當然也包括銀河系。

在拉尼亞凱亞超星系團以外的地方,它又和另外的5個超星系團共同組成了一個複合體,大概有着60個群集。

宇宙星系的排列是完全随機的,還是有着一定的規律?

室女座超星系團甚至隻是這個複合體品質的0.01,後者足有10億光年的長度,被叫做是雙魚-鲸魚座超星系團複合體,這也是宇宙最大的纖維狀結構機關,再大的機關也就是宇宙了。

事實上,早在一開始的時候,科學家們發現了銀河系以外還存在着大大小小的星系,它們之間都有非常遙遠的距離,有的形成了一個星系團,包裹着成千上萬個星系。

宇宙星系的排列是完全随機的,還是有着一定的規律?

這些星系團也看起來沒有共同點,有一些很大,有一些又極其小,同時還有一些星系孤孤單單的,如同走丢的孩子一般獨自“遊走”在宇宙空間。

這些資料看來,宇宙似乎并沒有什麼排列的規律,像是随機組合一般。

宇宙星系的排列是完全随機的,還是有着一定的規律?

但是在上個世紀70年代時期,科學家們仍然在觀測着神秘的宇宙,逐漸加深了對于星系的研究,最後發現宇宙中居然存在着大尺度的纖維結構,也就是類似于雙魚-鲸魚座超星系團複合體一樣的由許多超星系團組合成為的機關。

星系在這些“纖維”周圍聚集,星系團在纖維的交叉部分存在,除了這個以外,宇宙裡還有類似于“巨牆”般的結構,組成了條狀的分布形态。

宇宙星系的排列是完全随機的,還是有着一定的規律?

這些如同骨架般的纖維狀結構之間還留着空間,就像是“空洞”般,裡面隻有極少數的星系,甚至根本就沒有星系存在。

根據這樣的形态,科學家們将其稱為是“宇宙網”,這樣的結構模式幾乎颠覆了人們以往對于宇宙的認知,跟我們總結出來的宇宙論原則也不相符,人類對于宇宙的研究依然隻是停留在表面。

宇宙星系的排列是完全随機的,還是有着一定的規律?

是以,有科學家提出,或許宇宙就是一個分形,而星系的排列模式就是它的分析結構。

什麼是分形呢?這其實是一個數學術語,即一個主體形狀可以被細分成為無限小個近似于此主體縮小後的形狀。就像是雪花一樣,将雪花的一個部分放大,我們就會看見與雪花整體近似的微型雪花形狀,這個雪花并非是一個特例,我們日常生活中的分形無處不在。

宇宙星系的排列是完全随機的,還是有着一定的規律?

是以,該科學家認為,如果将宇宙研究得足夠精細,那麼我們就可以發現它的分形結構。

然而經過模拟測算,後來的科學家們發現宇宙不是分形的結構, 但是它在某種程度上又比較像是分形,那些纖維狀的空洞裡依然存在着星系,隻是屬于是光線比較暗的矮星系,而它們也包含着自己所擁有的“宇宙網”結構。

宇宙星系的排列是完全随機的,還是有着一定的規律?

最初科學家們認為宇宙可能是均勻且各向同性的,各向同性的意思就是宇宙不管在哪個方向去看,所測量出來的數值都是完全相同的。

在發現星系會組成了星系團,星系團又互相形成了星系群等等,一直形成為纖維狀的複合體結構後,科學家們認為或許宇宙的物質分布是呈平衡的狀态,如同海洋一樣近看波紋擺動很大,遠看卻幾乎發現不出什麼,反而像是一面鏡子一樣光滑。

宇宙星系的排列是完全随機的,還是有着一定的規律?

在科技得到發展以後,人類發現哪怕是在幾億光年這樣巨大的尺度上來觀察,宇宙的星系分布依然不算是均勻,直到幾十億光年,這樣更加遼闊的尺度上,才能看見均勻的星系分布。

是以,有科學家們認為從大尺度上面來看,宇宙星系的分布确實是均勻的。

宇宙星系的排列是完全随機的,還是有着一定的規律?

但也有科學家對此提出質疑,因為這個觀測結果隻是對3000萬個星系的觀測資料分析,這并不具有代表性,甚至隻能算得上可觀測宇宙範圍的5%的大小,或許有可能隻是這3000萬個星系的分布比較均勻,而不能得出宇宙的星系分布均勻。

這其實也是因為人類的科技發展還比較有限,這些結論甚至是科學家們在長達7年的時間裡不斷地監測才得出的,想要真正觀測到整個宇宙,得到更加真實的資料,可能還要等待很長的一段時間。

宇宙星系的排列是完全随機的,還是有着一定的規律?

但是不管怎麼樣,根據上面的分析,我們可以發現宇宙是并非分形,但是又在宇宙中的很多地方發現了分形的存在。

同時雖然沒有得到宇宙是否均勻性地更準确的結論,但依然可以總結出一個道理,即宇宙星系排列是一個看似随機,但是又在一定程度上存在着規律。

宇宙星系的排列是完全随機的,還是有着一定的規律?

當然,如果想知道宇宙的真正秘密,在目前階段可能還隻是一種期望,随着時間的發展,等到了未來的某一個時候,擁有更加先進科技的我們也将能夠探尋到真相。

事實上,星系與星系之間的已知物質還無法做到将它們連接配接成為一個細密的星系團,科學家們認為,這可能是暗物質在默默地支撐着它們的結構。

宇宙星系的排列是完全随機的,還是有着一定的規律?

人類目前還沒有直接觀測到暗物質的存在,隻能進行間接的分析,這些暗物質占據了宇宙的大部分品質,或許當我們哪一天能夠真正發現暗物質的蹤迹,我們也就離宇宙真相不遠了。

繼續閱讀