筆者 東邪

根據宇宙大爆炸模型，宇宙至今應該有138億年的歷史，而人類在地球上的歷史也不超過一千萬年。再加上宇宙到底有多大的問題還沒有定論，因此人類總能在宇宙裡發現一些不可思議的天文現象，例如“宇宙長城”和“宇宙空洞”。這兩種結構十分飄渺，但把觀察角度拉遠之後，我們會發現它們十分壯觀。

在《天體物理學》期刊上出現了一篇關於發現新“宇宙長城”的研究報告，該報告指出科學家在距離地球大約5億光年的地方發現了一座“南極長城”，後來也有學者將其稱為“南極牆”。實際上這並非人類第一次發現巨大的宇宙結構，但這次發現的結構是距離地球最近的。那麼宇宙長城到底是什麼結構？南極長城又到底是怎麼回事呢？

宇宙中的長城是如何被發現的？

無論是宇宙長城還是宇宙空洞，在宇宙物理學中都可以歸類於宇宙纖維結構或巨大結構，這是近十幾年來人類在宇宙觀測上的新發現。起初，來自美國天體物理研究中心的兩位科學家約翰·赫奇勒和瑪格特·蓋勒在研究宇宙空間問題時率先發現了這類結構。他們利用獨創的三度空間影象來分析遙遠宇宙空間情況，最後發現有些區域存在類似肥皂泡的結構。

這些肥皂泡堆積在一定的區域中，而大小不一的星系就分佈在這些肥皂泡上。經過研究，這些肥皂泡的直徑有大有小，有的直徑達到15億光年，有的只有幾億光年。後來其他科學家陸續發現了類似的結構，並將這類宇宙結構歸類為宇宙大尺度結構。那麼這些類似肥皂泡的大尺度結構是如何形成的呢？

對此有科學家提出了猜想，即宇宙大爆炸導致了物質被推到邊緣地帶，就像海浪衝上海岸形成浪花一樣，形成了“肥皂泡”，因此這些機構的主要成分是宇宙塵埃、氣體和星系。但這也只是其中一種猜想，目前科學界尚未對這個問題提出確定的定論。2019年，國外科學家發現了一個長達5億光年左右的星系，後來經過確認它是目前最龐大的星系結構。

由於該結構的整體形狀呈現帶狀，因此被科學家稱為“長城”。目前人類還無法透過太空望遠鏡觀測到這類結構，一是因為它們與地球的距離實在太過遙遠了，二是因為它們自身十分飄渺，需要透過特殊的方法才能被發現。

新發現的“南極長城”又是怎麼回事？

看到這可能不少朋友會好奇，為什麼將這種巨大尺度的宇宙結構稱為長城呢？難道它真的和長城相似嗎？先來看看宇宙最大的長城：在發現南極長城之前，科學家已經在宇宙中發現了迄今為止跨度最大的宇宙長城“武仙-北冕座長城”。它之所以得此名字，是因為橫跨在武仙座和北冕座之間，就像是一條分界線一樣，讓科學家聯想到了我國的萬里長城。

而去年發現的南極長城在物質結構上與其他宇宙長城十分相似，不同的是它與地球之間的距離比較近，只有5億光年左右。該研究報告指出，南極長城的跨度大約是14億光年，這個長度可以和之前發現的史隆長城相提並論。同樣地，科學家在南極長城的內部結構中發現了上萬個星系，這些星系的跨度也非常大，從南半區的天燕座到北半區的英仙座。

由於南極長城大部分的物質分佈在南半區，因此得名南極長城。目前科學家們還在對南極長城這樣的大尺度宇宙結構進行研究，可以確定的是這些結構類似植物體內的纖維一般，構成一張足夠大的“纖維網”。而其中大多數天體和其他物質之間存在聯絡，這些聯絡從宏觀角度來看就像是纖維絲。

為什麼要研究宇宙纖維結構？

根據科學家介紹，宇宙大尺度纖維狀結構主要有宇宙長城、星系板、超星系團複合體等，人類還無法掌握它們的真正尺度，即使是摸清楚其範圍也需要耗費大量的人力和物力，同時需要提升科技水平。從另一方面來看，這樣的研究似乎對經濟發展沒有太大的幫助，那為什麼還要研究這些宏觀的宇宙問題呢？

關鍵答案就在於能夠提高人類對宇宙的認知水平。首先，已經有科學家明確表示，對大尺度纖維結構的研究有助於瞭解暗物質模型。暗物質是一種肉眼看不見、卻普遍分佈在宇宙中的物質，對它的研究具有重大的意義。如今科學界提出了不同的暗物質模型，例如冷暗物質模型和溫暗物質模型。

而研究表明，在數值模擬中這兩種暗物質模型所組成的大尺度結構存在明顯的區別，其中冷暗物質模型的結構與已發現的大尺度纖維結構更相似，而溫暗物質模型的結構更加理想，由此可以判斷宇宙中的冷暗物質量要比溫暗物質多。其次，研究大尺度結構可以約束一些現有的宇宙學引數。為了研究宇宙起源、演化等問題，科學家們建立起了不同的宇宙模型。

這些模型都涉及了相似的宇宙引數，例如宇宙總密度、密度漲落、暗能量密度等等。透過對大尺度結構的研究，科學家有機會更準確地確定其中一些引數。此外，透過發現新的大尺度結構，也能對原有的理論和認知進行驗證。總而言之，對宇宙大尺度結構的研究確實無法直接推動經濟發展，但能推動人類認知發展，甚至提高到另外一個層面。

宇宙浩瀚無邊，還有無窮的奧秘等待人類去發現和研究。而科學探索往往不考慮太多現實因素，否則就會被限制住。而探索宇宙本身就是一件耗時、耗錢的工作，而且還可能不會有回報，這就是科學家與常人不同的地方。