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抬头看银河,其实我们只是住在一个小小的郊区里

前几天晚上带孩子在阳台看星星,小家伙突然问我:“爸爸,银河系上面有什么呀?”我愣了一下,脑子里蹦出一堆天文学名词,但真要说明白,还得从我们家的“宇宙地址”开始讲起,这个地址大概是:本宇宙-拉尼亚凯亚超星系团-室女座超星系团-本星系群-银河系-猎户臂-太阳系-地球-我们家阳台,你看,光是念一遍就觉得喘不上气来。

银河系已经够大了,直径超过10万光年,里面有1000亿到4000亿颗恒星,但在这个宇宙地址里,银河系其实只能算个“小区”,上面还有“街道办”、“区政府”、“省级单位”,甚至还有大到让人头皮发麻的“国家级”存在,咱们今天就来一层一层往上爬,看看银河系上面到底住着哪些更厉害的大家伙。

抬头看银河,其实我们只是住在一个小小的郊区里

先往家门口走几步,银河系不是孤零零飘在太空里的,它带着一群“小弟”,总共大概50多个星系,组成了本星系群,跨度大约1000万光年,听起来大得吓人,但在后面的层级里,它也就刚够着“村口小卖部”的级别,本星系群里最大的两个巨头,一个是咱们银河系,另一个是250万光年外的仙女座星系,这俩是当之无愧的老大老二,周围跟着一群矮星系在那儿转悠,比如大小麦哲伦云、三角座星系这些,科学家估计,大概40亿年后银河系会和仙女座星系撞到一起,到时候会合并成一个巨大的椭圆星系——有人已经给它起好名字了,叫“银河仙女系”

好了,现在出了村,该上镇里看看了,本星系群往上一级,属于室女座超星系团,这玩意儿的直径大概1.1亿光年,里面塞着至少100个类似本星系群的星系群和星系团,它的核心是室女座星系团,距离我们约5400万光年,里面挤着1300到2000个星系,那密度跟市中心似的,整个室女座超星系团的总质量大约是太阳的10^15倍,这个数字大到我已经没概念了,反正就是很多很多。

你以为这就到头了?并没有,2014年,天文学家发现室女座超星系团其实只是更大结构的一个“触角”,这个更大的东西叫拉尼亚凯亚超星系团。“拉尼亚凯亚”是夏威夷语,意思是“无尽的天堂”,这名字起得真是恰如其分,它的直径达到5.2亿光年,包含大约10万个星系,总质量是太阳的10^17倍,如果你能站在足够远的地方看它,它的形状像一片巨大的羽毛,或者像一条飘动的丝带,而我们的银河系就在这条丝带的边缘某个不起眼的角落。

抬头看银河,其实我们只是住在一个小小的郊区里

在拉尼亚凯亚内部有一个特别有意思的地方,叫巨引源,这名字听着像科幻片里的反派大本营,其实是位于拉尼亚凯亚中心区域的一个引力异常点,质量大约是太阳的3到5乘以10的16次方倍,它像个巨大的吸尘器,正在把周围数亿光年范围内的星系都往它那个方向拉,包括我们银河系在内,都在以每秒600多公里的速度朝它移动,不过别担心,由于宇宙膨胀,我们大概率永远也到不了那儿,就像你朝着一辆远去的列车奔跑一样。

再往上走,能看到更大的家伙吗?答案是:好像有,好像又没有,为什么呢?因为到了这一层,我们撞上了一面墙。

这面墙叫南极墙,2020年才被天文学家精确绘制出来,它是一条巨大的星系纤维状结构,绵延14亿光年,跟拉尼亚凯亚的南端挨着,因为银河系本身的尘埃盘挡住了很大一部分视线,我们一直很难看清它,所以才这么晚发现,南极墙是目前已知的离我们最近的巨型宇宙结构之一,它让拉尼亚凯亚看起来都像个小兄弟了。

如果继续往外看,还有双鱼-鲸鱼座超星系团复合体,这是目前已知宇宙中最大的结构之一,长度约10亿光年,包含大约60个超星系团,再往上,就是所谓的大尺度纤维状结构和巨型空洞了——宇宙的“海绵状”形态在这时候完全显现出来,星系们沿着长长的纤维丝排列,中间是空荡荡的巨大空洞,直径动辄几亿光年。

但这里有个硬边界,不管你用什么望远镜,最多最多只能看到465亿光年外的光,那就是可观测宇宙的极限,在这个半径之内,天文学家估计有至少2万亿个星系,至于可观测宇宙外面是什么?老实说,没人知道,可能是更多的宇宙,可能什么都没有,也可能我们的整个宇宙只是别人世界里的一粒沙子——想想就让人起鸡皮疙瘩。

我给孩子画了张简表,把各个层级的大小列出来,他看了以后沉默了一会儿,然后说:“那我们家好小啊。”我说对啊,但正是这么小的一个地方,却能想明白这么大的宇宙是怎么回事,是不是也挺厉害的?

宇宙层级 大致尺度 银河系在其中算
本星系群 1000万光年 50余个星系 两个主角之一
室女座超星系团 1亿光年 至少100个星系群/团 边缘住户
拉尼亚凯亚超星系团 2亿光年 约10万个星系 羽毛尖上的小点
南极墙 14亿光年 巨型纤维结构 挨着它的邻居
双鱼-鲸鱼座复合体 10亿光年 约60个超星系团 几乎可以忽略
可观测宇宙 930亿光年(直径) 至少2万亿个星系 一粒尘埃

哦对了,顺便提一嘴,上面聊的这些主要是根据NASA的宇宙学数据库、以及《自然》和《天体物理学报》上关于拉尼亚凯亚和南极墙的研究论文整理出来的,天文学更新很快,说不定过两年又发现一个更大的结构,把今天的认知全推翻了,这种事在天文学史上发生过无数次,每次都让人又沮丧又兴奋。

小家伙听完这些以后半懂不懂的,但他说了一句让我很欣慰的话:“下次老师让我们画房子,我要画银河系。”我说行,那记得把拉尼亚凯亚也画上去,省得人觉得咱们家住得太偏,他认真地点了点头。

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