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很久以前,宇宙比現在更熱、更小、密度更大。但是相對而言,它也要單調乏味得多,沒有了現在的多彩紛呈,有的只是黑暗。那時候宇宙各區域的密度變化不大。當然,總體來說,宇宙空間要狹窄得多,但是那時候的宇宙已經被黑暗吞沒,所以無論你去哪裡,情況都差不多,因此你可能會永遠迷失在那無邊的黑暗之中。

但早期的宇宙在密度上有微小的隨機差異。比如有些區域的引力比它們周圍的區域稍微大一點,所以物質就傾向於流入它們。隨著這些區域以這種方式逐漸變得更大,它們產生了更強的引力影響,把更多的物質吸進來,導致它們變得更大,如此迴圈了幾十億年。與此同時,隨著成長,他們之間的空間也逐漸被掏空了。在宇宙時間的長河中,某些空間越來越熱鬧。而有些則越來越貧乏。最終,這些密集的斑塊形成了第一批恆星、星系和星團,而它們之間的空間形成了巨大的宇宙空洞。

宇宙之網

現在,138億年之後,這些物質的轉移其實還沒有完全完成。物質仍在從空洞中流出,加入星系群,這些星系群正流入緻密、豐富的星系團。我們今天所擁有的是一個巨大而複雜的物質細絲網路:宇宙之網。

是的,沒錯,宇宙中遍佈著一張巨大的,看不見的網,它在無邊的黑暗空間中編織。但是,儘管我們在太空中看到的物質是有組織的,但這張黑暗的網是看不見的。這是因為它是由暗物質組成的,暗物質產生引力,但不發光。

也就是說,直到現在,這張網還是看不見的。然而最新訊息稱,研究人員首次發現了宇宙中最黑暗的角落。這張把宇宙連在一起的黑暗網路。現在,我們終於可以看到它了!

黑暗中的光亮

其實宇宙中絕大多數物質是黑暗的,它不與光或任何“正常”物質相互作用,就像我們看到的恆星、氣體雲和其他有趣的東西。然而宇宙網路的大部分對我們來說是完全看不見的。幸運的是,在暗物質聚集的地方,它也會吸引著一些普通的物質加入其中。

比如在我們宇宙最稠密的地方,暗物質的引力已經影響了足夠多的普通物質,使它們結合在一起,我們看到了光,而一些聚集的普通物質最後形成了恆星。這就像遙遠的黑色海岸上的一座燈塔,這些恆星和星系告訴我們隱藏的暗物質潛伏在哪裡,給了我們一個幽靈般的宇宙網路真實結構的輪廓。

有了這個有偏差的檢視,我們可以很容易地看到網路叢集。在那些結構中很可能有大量的暗物質,因為你需要大量的引力來聚集那麼多的星系。

而在光譜的另一端,我們可以很容易地發現空洞,它們是所有物質都不存在的地方。因為沒有星系來照亮這些空間,我們知道它們基本上是空的。但是,宇宙網的偉大之處在於細絲本身的微妙線條。這些星系綿延數百萬光年,像巨大的宇宙高速公路一樣穿過黑色的空間,連線著明亮的城市群。

看到了未知的暗物質“邊框”

不過宇宙網路中的那些細絲是網路中最難研究的部分。它們其中有一些星系,但不是很多。它們有各種長度和方向,而相比之下,叢集和空間分佈的則相對簡單的多。所以,儘管我們知道燈絲的存在,並通過計算機模擬,但幾十年來,我們仍然很難看到它們。

不過,最近一組天文學家在繪製我們的宇宙網路方面取得了重大進展,他們的成就科學界為之一振。

據了解,首先,他們從重子振盪光譜調查(BOSS)中獲取了一系列所謂的發光紅星系(LRGs)。LRGs是巨大的星系怪獸,它們往往位於稠密的暗物質團的中心。如果LRGs位於密度最大的區域,那麼連線它們的線條應該由更精細的脈絡構成。

不過兩個LRGs之間的空間顯然沒有參考價值,那裡沒有很多東西。因此,研究小組選取了數千對LRGs,重新排列並將它們堆疊在一起,形成了一個合成影象。利用這張疊加的影象,科學家們計算了他們所能看到的所有星系,把它們的光貢獻總量加起來。這使得研究人員能夠測量LRGs之間的纖維是由多少正常物質構成的。接下來,研究人員觀察了燈絲後面的星系,特別是它們的形狀。

當來自這些背景星系的光線穿透中間的燈絲時,來自這些燈絲中的暗物質的引力輕輕地推動了光線,緊接著它們就會輕微地改變這些星系的位置。通過測量移動量,研究小組能夠估算出燈絲中暗物質的數量。

這一測量結果與理論預測(暗物質存在的另一個證據)相符。科學家們還證實了絲狀體並非完全黑暗。每351個太陽品質的燈絲,就有1個太陽品質的光輸出。

這是一張粗糙的絲狀圖,但它是第一張,它明確地表明,雖然我們的宇宙網路大部分是黑暗的,但它不是完全黑暗的,我們對暗物質的理解似乎又近了一步。

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