潜伏在深空的巨型结构挑战了对宇宙的理解

遥远宇宙中一个巨大的结构正在挑战我们对宇宙如何演化的理解。

在经过69亿年才到达我们的光线中，天文学家发现了一个巨大的、几乎完美的星系环，直径约为13亿光年。它与任何已知的结构或形成机制都不匹配。

大环，正如结构所命名的那样，可能意味着我们需要修改标准型号宇宙学。

这一发现由中央兰开夏大学的天文学家亚历克西娅·洛佩兹（Alexia Lopez）领导，已提出在美国天文学会第243次会议上。

这是洛佩兹和她的同事们发现的第二个巨型结构。第一个，称为巨弧，居然在天空的同一部分，在相同的距离.当2021年宣布发现这颗弧时，天文学家感到困惑。大戒指只会加深这个谜团。

“在我们目前对宇宙的理解中，这两种超大结构都不容易解释。洛佩兹 说.“它们的超大尺寸、独特的形状和宇宙学上的接近性肯定告诉我们一些重要的事情——但究竟是什么？”

最直接的联系似乎是与一种叫做重子声振荡（BAO）。这些是在整个太空中发现的巨大的圆形星系排列。它们实际上是球体，是声波的化石，它们在早期宇宙中传播，然后当空间变得如此漫射，声波无法再传播时，它们就冻结了。

Big Ring 不是 BAO。BAO都是固定大小的，直径约为10亿光年。对大环的彻底检查表明，它更像是一个开瓶器形状，其排列方式使其看起来像一个环。

这就留下了一个非常悬而未决的问题：这到底是什么？这对宇宙学原理意味着什么，它指出，在所有方向上，任何给定的空间都应该看起来与所有其他空间几乎相同？

“当我们大规模观察宇宙时，我们预计物质在太空中的任何地方都均匀分布，因此在一定尺寸以上不应该有明显的不规则性。洛佩兹解释道.

“宇宙学家计算出目前结构的理论尺寸极限为12亿光年，但这两种结构都要大得多——巨弧几乎是巨弧的三倍，大环的周长与巨弧的长度相当。

但尺寸只是问题之一。另一个是它对宇宙学的意义，即对宇宙演化的研究。当前的模型是目前最适合我们观察到的模型，但在其框架下很难解释一些功能。

还有其他模型可以解决这些特征。在这样的模式下，罗杰·彭罗斯（Roger Penrose）的共形循环宇宙学，宇宙在其中经历了无尽的大爆炸膨胀周期，环状结构是预期的 - 尽管值得注意的是，共形循环宇宙学具有自身的重大问题.

另一种可能性是，这些结构是时空结构中的一种拓扑缺陷，称为宇宙弦.这些被认为是质子宽的褶皱，随着时空的拉伸，在早期宇宙中出现，然后冻结到位。我们没有发现太多宇宙弦的物理证据，但理论证据是相当有希望的。

目前，没有人确切知道大环和巨弧意味着什么。它们可能只是星系在天空中旋转的偶然排列，尽管这种可能性似乎很小。

最好的希望是找到更多这样的星系排列，它们散布在整个宇宙中，隐藏在众目睽睽之下。

“从目前的宇宙学理论来看，我们认为这种规模的结构是不可能的。洛佩兹 说.“我们可以期待在我们所有可观测的宇宙中可能有一个非常大的结构。然而，大环和巨弧是两个巨大的结构，甚至是宇宙学上的邻居，这非常令人着迷。

该研究已在联合国人权事务高级专员办事处第243次会议上作了介绍。美国天文学会.

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