宇宙中不存在绝对静止,地球正以每秒 465 米的速度自转,地球带着你以每秒 30 公里的速度绕着太阳狂奔,整个太阳系正以每秒 230 公里的速度绕着银河系中心公转,但如果我们将视野拉升到整个宇宙的尺度,你会发现一个更令人不安的事实:
我们的银河系,连同邻近的仙女座星系,以及整个本星系群,正像一条失控的木筏,被一股不可抗拒的神秘力量拽着,以 每秒 600 公里的惊人速度,冲向宇宙深处的某一个点,这个让数亿个星系都为之折腰、为之狂奔的神秘终点,被天文学家赋予了一个极具科幻色彩的名字:巨引源。
今天,我们就来侦破这起跨越数亿光年的“宇宙绑架案”。
故事要从 20 世纪 70 年代说起,那时天文学家已经知道宇宙在膨胀,所有的星系都在相互远离,按理说如果我们坐在宇宙的任何一个地方,向四周看去,星系远离我们的速度应该是均匀的。
为了寻找一个绝对的静止参考系,科学家利用了宇宙微波背景辐射,这是宇宙大爆炸留下的余温,理论上它在各个方向上的温度应该是一致的,大约是 2.7K,但是当科学家制作出高精度的 CMB 地图时,他们震惊地发现了一张“阴阳脸”。
在天球狮子座方向,微波背景的温度比平均值略高,看起来更热,波长变短,发生蓝移,在完全相反的宝瓶座方向,温度比平均值略低,看起来更冷,波长变长,发生红移。
这并不是宇宙真的冷热不均,而是多普勒效应,就像你在雨中开车,前挡风玻璃上的雨点总是比后窗砸得更猛烈,这个发现只能说明一件事:我们在动,而且动得非常快。
经过计算,我们正以每秒 600 公里的速度,朝着半人马座和长蛇座的方向飞驰而去,这个发现颠覆了当时对宇宙均匀性的认知,一定有什么东西,哪怕是在几亿光年之外,凭借其恐怖的质量,在疯狂地吸入我们。
既然知道我们正冲向哪里,把望远镜对准那个方向看一看不就知道了吗?然而命运在这里给人类开了一个巨大的玩笑,那个神秘引力源所在的方向,恰好位于隐匿带。
什么是隐匿带?
如果你在一个明亮的房间里,想透过窗户看外面的夜景,但窗户上却挂着厚厚的窗帘,你什么也看不见,对于地球上的天文学家来说,这块“窗帘”就是银河系本身,我们要寻找的目标,恰好躲在银河系最密集的盘面后面,那里充满了浓厚的星际尘埃、气体和数千亿颗恒星,这些物质像一堵厚墙,挡住了我们看向宇宙深处的视线,可见光根本穿透不过去。
在很长一段时间里,天文学家知道那里有个大家伙,却死活看不见它长什么样。
直到 20 世纪 80 年代,天文学家决定通过测量周围星系的运动轨迹,来“反推”那个怪物的真身,即使看不见引力源,我们也能看到受到引力影响的星系,就像你看不见风,但你能通过树叶的摆动知道风的大小和方向。
通过分析数百个星系的“本动速度”,他们绘制出了一幅壮观的“宇宙河流图”,数千个星系,不仅是我们在动,包括室女座星系团、长蛇座星系团,所有这片区域的星系,都在像百川归海一样,流向同一个引力洼地。
计算表明,要产生如此巨大的引力,这个“源”必须拥有相当于一亿亿个太阳 的质量,最终随着 X 射线天文学和射电天文学的发展,我们终于揭开了它的面纱,它位于距离我们约 1.5 亿到 2.5 亿光年的矩尺座星系团区域,这就是“巨引源”。
很多科普为了博眼球,会暗示巨引源是一个“超级黑洞”,但这是错误的,虽然它确实像吸尘器一样在吸入星系,但它并不是一个单一的天体,巨引源本质上是一个巨大的质量密集区,这里是无数星系团的汇聚点,你可以把它想象成宇宙大尺度结构中的一个“结”。
在这个区域里,分布着矩尺座星系团以及大量其他的星系群,这里物质密度极高,充满了古老的星系、炽热的气体和无法观测的暗物质,正是这些物质的叠加,形成了一个深不见底的引力势阱,迫使周围数亿光年内的邻居向它俯首称臣。
当我们以为破案了的时候,更惊人的反转来了,随着观测精度的进一步提升,科学家发现了一个尴尬的问题:虽然巨引源很大,经过仔细盘点,它的质量似乎不够大,虽然它拥有几千个星系的质量,但要让银河系在这么远的距离上达到 600 公里/秒的速度,巨引源的“体重”似乎还差了那么一点点,大约只贡献了 44% 的引力。
剩下的引力是谁给的?
天文学家把目光投向了巨引源的背后。
在距离我们 6.5 亿光年,也就是巨引源后方 4 亿光年的地方,藏着一个真正的庞然大物:夏普力超星系团,这是一个真正的怪物。它是我们在邻近宇宙中发现的质量最大的结构,包含了 8000 多个星系,质量是银河系的 1000 万倍以上。
真相终于大白:并不是巨引源单独在拉我们,事实是巨引源本身也在被背后的夏普力超星系团拉着跑,我们就好像是在一条流动的河里。巨引源是一个巨大的漩涡,把我们吸过去;但这个漩涡本身,又正沿着河流冲向更巨大的夏普力瀑布。
为了搞清楚这一切,2014 年夏威夷大学的天文学家布伦特·塔利重新定义了我们在宇宙中的位置,他不再通过距离来划分疆域,而是通过“引力流线”,就像地球上的水都会流向大海一样,宇宙中的星系也会顺着引力流向某个中心。
塔利发现,我们所在的银河系、仙女座、室女座星系团,以及那个神秘的巨引源,其实都属于同一个巨大的结构,这个结构像一片巨大的羽毛,或者是发光的神经网络,所有的星系都在沿着纤维状的细丝,流向同一个心脏,科学家将这个巨大的超星系团命名为拉尼亚凯亚。
拉尼亚凯亚超星系团跨度 5.2 亿光年,包含 10 万个星系。 而那个让我们困惑已久的“巨引源”,其实就是拉尼亚凯亚的重力中心,也就是这片流域的“最低点”。
那么银河系的最终命运,是被巨引源吞噬吗?我们会撞车吗?答案是永远不会。
因为有一个更强大的反派在和引力作对,那就是暗能量,虽然我们在以 600 公里/秒的速度靠近巨引源,但巨引源本身正随着宇宙的膨胀,以 4000 公里/秒 的速度远离我们。
这是一场注定失败的追逐,这就好比你在跑步机上拼命冲刺想要抓住前方的一个苹果,虽然你跑得很快,但跑步机履带后退的速度比你跑的速度快得多,随着时间的推移,暗能量会主导一切,宇宙膨胀会不断加速,巨引源会离我们越来越远。
拉尼亚凯亚超星系团最终会分崩离析,巨引源是我们永远无法抵达的彼岸。
“巨引源”的发现,是人类认识宇宙的一次谦卑之旅,我们曾以为地球是宇宙中心;后来以为太阳是中心;再后来以为银河系是中心,现在我们知道,我们只是处于拉尼亚凯亚超星系团边缘的一粒尘埃,正不由自主地卷入一场跨越数亿光年的宏大漂流中。
当你今晚躺在床上,感受那份宁静时,请记得这只是暴风眼中的宁静,在宏观的尺度上,你正骑着银河系这头巨兽,在一股看不见的引力洪流中,向着那个永远无法触及的幽灵终点,狂奔而去,这就是宇宙的浪漫与残酷。
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