比银河系大一些的是什么?客厅里的一场宇宙漫游
昨天晚上我窝在沙发上刷手机,小侄女突然凑过来问:“叔叔,你说银河系大不大?”我说当然大啊,光都要跑十万年才能横穿过去,她眨眨眼睛又问:“那银河系大一些的是什么?”我愣了一下,放下手机,开始在茶几上比划起来,这一比划,就比划出了一整个晚上的宇宙漫游。
这个问题其实特别有意思,因为银河系在我们眼里已经大到没边了——四千亿颗恒星,每一颗都可能像太阳那么大,可你要是把镜头往后拉,拉到足够远的地方回头看,就会发现银河系其实也只是宇宙里的一个小角色,比它大一些的到底是谁?别急,咱们一层一层往外剥。
本星系群:银河系的“街坊邻居”
最先比银河系大一圈的,是本星系群,你可以把它想象成银河系所在的一个“星际小区”,这个小区横跨大约一千万光年,里面住着五十多个星系,银河系在这里算是个大户人家,但真正的“楼王”是仙女座星系,比银河系还大一圈,直径大约二十多万光年,剩下的大部分都是些矮星系,有的只有几百光年宽,小得可怜,躲在大家伙的光芒里偷偷活着。
本星系群里的成员彼此之间有引力牵扯着,银河系和仙女座星系正以每秒一百多公里的速度互相靠近,大概再过四十多亿年,这俩大家伙就会撞个满怀,到时候夜空里的景象肯定相当震撼——那会儿人类还在不在就不好说了。
| 天体 | 直径(光年) | 属于 |
| 银河系 | 约10万 | 本星系群 |
| 本星系群 | 约1000万 | 室女座超星系团 |
| 室女座超星系团 | 约1.1亿 | 拉尼亚凯亚超星系团 |
| 拉尼亚凯亚超星系团 | 约5.2亿 | 宇宙大尺度结构 |
你看表格就能感受到,每一层都比上一层大了好几个数量级,宇宙就是这么一层套一层的,跟俄罗斯套娃似的,只不过每一层都大得让人腿软。
室女座超星系团:银河系只是郊区的一粒沙
本星系群再往外看,就是一个更大的结构——室女座超星系团,这个名字听着有点拗口,因为它的中心在室女座方向,那里密密麻麻挤着上千个星系,整个室女座超星系团的直径大约一亿一千万光年,包含上百个像本星系群这样的小群体,银河系在这个超级大都会里,位置其实挺偏僻的,差不多相当于住在远郊,离市中心那群热闹的大星系远得很。
我有时候会想,如果银河系正好位于室女座超星系团的中心区域,那我们的夜空会是什么样?抬头看到的可能不是稀疏的星星,而是漫天遍野的星系,一个挨一个,把夜晚照得跟白天似的,不过那样的话,天文学家的日子也不好过,到处都是光污染,想看清远处的宇宙反而更难了。
室女座超星系团内部有大量炽热气体,温度高达几百万度,星系之间的引力拉扯也不断塑造着它的形态,天文学家通过X射线望远镜观察这些气体时发现,整个超星系团像一个巨大的、缓缓沸腾的锅,星系们在里面浮浮沉沉,偶尔还会撞在一起。
拉尼亚凯亚:五亿光年的宏大诗篇
说到这儿你可能会觉得室女座超星系团已经够大了,不,它又只是拉尼亚凯亚超星系团的一部分而已,拉尼亚凯亚这个夏威夷语名字的意思是“无尽的天空”,我觉得起得特别贴切,这个结构直径约五亿两千万光年,包含了十万个以上的星系,你要是坐在拉尼亚凯亚的边界上往中间看,大概能看到一条条星系组成的“纤维”,像宇宙的毛细血管一样蜿蜒伸展。
拉尼亚凯亚最核心的区域有一个巨大的引力中心,叫做巨引源,它就像宇宙深处的一个巨大漩涡,周围成千上万个星系都在被它缓慢地拉过去,银河系也在其中,正以每秒六百多公里的速度朝它移动,不过别担心,这个路程太遥远了,咱们这辈子、下辈子、下下辈子都感觉不到任何变化。
2014年,天文学家第一次完整地绘制出了拉尼亚凯亚超星系团的三维地图,当时这项工作在《自然》杂志上发表时,很多人才第一次真切地意识到,原来银河系只是这个巨型拼图里的一块小碎片,那种感觉怎么说呢,又渺小又安心——渺小是因为我们的体量根本不值一提,安心是因为宇宙这么大,我们日常纠结的那些事情,实在算不了什么。
宇宙的大尺度结构:一张无比巨大的“网”
如果把镜头再往外拉,你会发现拉尼亚凯亚超星系团也不是终点,在它的外围,还存在着其他同样庞大的超星系团,它们彼此之间并不孤立,而是通过由星系、气体和暗物质组成的“纤维”连接成一张无比巨大的宇宙网。
这张网的结构就像是神经元细胞在显微镜下呈现的样子,或者说像是一块疏松多孔的海绵,超星系团构成了网络中相对密集的节点和纤维,而纤维之间则是一片片巨大的空洞,这些空洞直径可达数亿光年,里面几乎没有几个星系,漆黑、寂静、空无一物。
目前人类可观测的宇宙直径大约是九百三十亿光年,而这张网就覆盖了整个已知的宇宙,构成这张网的基本单元,就是这个尺度上的超星系团:
- 双鱼-鲸鱼座超星系团复合体:拉尼亚凯亚本身就疑似是这个更庞大结构的一部分,这个复合体长度大约十亿光年。
- 武仙-北冕座长城:目前已知最大的宇宙结构之一,跨度超过一百亿光年,由无数星系团组成。
- KBC空洞:一个直径约二十亿光年的巨大空洞,银河系似乎就位于它的边缘附近,像一个站在戈壁滩上看星星的人。
有时候晚上睡不着,我就会在脑子里过一遍这些结构的名字,双鱼-鲸鱼座超星系团复合体、武仙-北冕座长城……光念出来就觉得人类起名字还真是挺有诗意的,用神话里的名字去命名那些我们可能永远无法靠近的遥远疆域。
比银河系更大的,还有那些“看不见的巨物”
除了这些实实在在由星系构成的结构,还有一些单独的天体或者“现象”本身个头就比银河系大得多,巨大的椭圆星系IC 1101,直径大约四百万光年,是银河系的四十倍左右,里面恒星多到数都数不清,如果把IC 1101放在银河系现在的位置上,它能一口气吞掉银河系、仙女座星系、三角座星系,外加它们周围所有的卫星星系,还有大把的空余空间,光是想象一下那个画面就让人头皮发麻。
还有黑洞,我们银河系中心的超大质量黑洞人马座A*,质量大约是太阳的四百万倍,听起来很吓人对吧?可TON 618这个类星体中心的黑洞,质量是太阳的六百六十亿倍,它的“影子范围”就比整个太阳系还大,黑洞本身虽然只是一个点,但它的势力范围——事件视界和周围的吸积盘——足以让整个星系相形见绌。
还有些东西就更抽象了,比如暗物质晕,银河系本身就被一个巨大的暗物质晕包裹着,这个晕的尺度远大于可见的恒星盘面,我们虽然看不见它,但它的引力却实实在在地影响着星系里一切天体的运动,每一层更大的结构——本星系群、室女座超星系团、拉尼亚凯亚——它们的维系也都离不开暗物质在背后默默出力。
说到这儿,我忽然想起那个经典的比方:如果宇宙是一个海洋,银河系不过是其中一朵浪花上的一粒微光,本星系群是那一小簇浪花,室女座超星系团是迎面涌来的一道波澜,拉尼亚凯亚则像整片浩瀚的涌浪区,而我们坐在地球上,每晚抬头看到的那些星星,全部都在银河系这朵小浪花里面。
小侄女听完我这一通比划,沉默了三秒,然后说:“所以银河系上面的上面还有上面,那最外面是什么?”我张了张嘴,发现自己答不上来,这大概就是宇宙最迷人的地方吧——你永远可以追问“再大一些是什么”,而答案总是有,但终点在哪里,目前没有人知道。
茶几上的水杯已经凉了,窗外的夜色安安静静地铺着,银河系就在那些稀疏的星光背后,而它本身也只是更大图景里的一小笔淡墨,光是这样想一想,就觉得今晚的梦可能会比昨晚的梦更辽阔一些。
