在無垠的宇宙空間中,有一顆人造探測器已經(jīng)默默地前進了45年,它就是旅行者一號。
自1977年發(fā)射升空以來,已經(jīng)飛行了大約235億千米的距離,是人類迄今為止飛行距離最遠的宇宙探測器,曾經(jīng)有報道稱它已經(jīng)飛出了我們所在的太陽系,但后來被又辟謠,它只是穿越了太陽風(fēng)頂層。
只有繼續(xù)飛躍了包裹在太陽系外圍的奧爾特星云后,才算真正飛出了太陽系,科學(xué)家估算奧爾特星云的半徑達到了一光年,而旅行者一號的飛行速度只有每秒十七公里,哪怕不考慮未來太陽引力的減速作用,旅行者一號最少也要再過1.9萬年的時間才能飛出太陽系。
也許你會感慨太陽系的廣闊和人類的渺小,但在浩瀚的宇宙中,太陽系也是一個渺小的存在。
整個銀河系的半徑達到了10萬光年,其中包含了近4000億顆恒星,而太陽只是其中普通的一個,太陽系也只是銀河系第三懸臂上一個普通的星系,銀河系之于太陽系,就像太陽系之于地球,只不過等比放大了。
太陽系也像行星一樣,圍繞著銀河系中心進行公轉(zhuǎn),公轉(zhuǎn)一周的周期為2.5億年。
不難發(fā)現(xiàn)從地球到太陽系,從太陽系再到銀河系,似乎每個不同的結(jié)構(gòu)都有更高一級的上級。按照這樣的邏輯,銀河系也會有一個“上級”。
我們可以從哈勃望遠鏡傳回來的圖像里,觀察上億光年之外的星云和星系,它們看起來無比美麗,像一幅定格的畫,但萬有引力定律在宇宙中無處不在,所以實際上這些星云和星系也會運動。
盡管不同星系之間可能有百萬光年的距離,但在星系龐大的質(zhì)量和體積下兩個星系仍然能通過自身的引力產(chǎn)生糾纏,假如恰好相撞,它們就會穿過彼此,即便沒有相撞,也可能會改變自身的形狀。
地球圍繞太陽系公轉(zhuǎn)的周期為一年,太陽系圍繞銀河公轉(zhuǎn)的周期為2.5億年,更龐大的星系運動的時間跨度則更加漫長,同時也更加光怪陸離,星系是宇宙中基本的天體系統(tǒng),這些星系會繼續(xù)組成星系群,乃至星系團。
離開銀河系,繼續(xù)向更深的宇宙空間前進,我們會到達本星系群,它由銀河系,仙女座星系和三角星系等數(shù)十個星系構(gòu)成,形成了跨度約1000萬年的龐大結(jié)構(gòu),其中最大的是仙女座星系,其次就是銀河系。
這就是終點了嗎?
在宏觀的角度中,本星系群的上級是一個更大宇宙結(jié)構(gòu):室女座星系團。它包括了室女座星系團以及本星系群等至少100個星系群,直接更是達到了1.1億光年,與之相比,銀河系所在的本星系群就有點渺小了。
保守估計,室女座星系團擁有2000多個星系,我們在這里看到的每個亮點都是像銀河系一樣龐大的星系。
在過去的很長時間,科學(xué)家一直認為室女座星系團就是銀河系所屬的最大結(jié)構(gòu),因為哪怕從目前可觀測宇宙的層面來看,室女座星系團的跨度也相當(dāng)可觀了,直到2014年左右,美國天文學(xué)家布倫特·塔利和法國天文學(xué)家海倫·庫爾圖瓦,發(fā)現(xiàn)室女座星系團也只是更加龐大結(jié)構(gòu)中的一部分,他們發(fā)現(xiàn)了拉尼亞凱亞超星系團。
拉尼亞凱亞聽起來就霸氣十足,在夏威夷語中它有廣闊的意思,十分貼切這個更宏大的宇宙結(jié)構(gòu),拉尼亞凱亞超星系團的跨度高達5.2億光年,擁有近500個星系群,其中包含了超過100000個星系。
假如我們站在宇宙某處,能夠拍下拉尼亞凱亞超星系團全貌,那么銀河系只是這張照片中的一個像素點,如果說銀河系是一個村莊大小,那么拉尼亞凱亞就幾乎等同于亞非歐三個板塊加起來的大小。
不過拉尼亞凱亞超星系團的形狀并不規(guī)則,它不像常規(guī)星系是棒旋的或橢圓的,也不像星系群是零散分布的,它看起來更像是一片樹葉,從中間分散出無數(shù)的毛細血管,星系正閃耀在這上面。
其實除過拉尼亞凱亞超星系團之外,宇宙中還存在很多大尺度結(jié)構(gòu),有些甚至超過了它,比如宇宙大尺度絲狀結(jié)構(gòu):史隆長城。
它由眾多星系群構(gòu)成,在宇宙中的跨度達到了13.7億光年,除過驚嘆于這些宏觀結(jié)構(gòu)的尺寸之外,科學(xué)家在研究時它們?nèi)绾握Q生及維持自身形態(tài)時,還設(shè)想了暗物質(zhì)的存在。
因為如果只有引力存在,這些龐大的結(jié)構(gòu)早就在運動中散架了,所以科學(xué)家認為,在我們周圍可能存在著看不到的暗物質(zhì),組成了這些宇宙大尺度結(jié)構(gòu)的骨架。