宇宙的結構

左圖為錢德拉 X 線空間望遠鏡拍攝的阿貝爾 85 星系團。右圖是 9 億年、32 億年和 137 億年（今天）時宇宙結構的生長變化。- 錢德拉 X 線空間望遠鏡

宇宙的大尺度結構是由巨洞和纖維狀結構構成的，而後者又可依次分解為超星系團、星系團、星系群和星系。在相對較小的尺度上，我們知道星系是由恆星及其臣民構成的，而太陽系就是其中之一。

通過這樣的層次結構劃分，我們可以對每一個宇宙要素在宇宙中所扮演的角色，以及它們在宇宙中的行為有清晰的形象化理解。這就像我們觀察微觀世界，分子可以分解為原子；原子可以分解為質子、電子和中子；質子和中子又可分解為夸克，等等。

但是在非常大的尺度上，宇宙是怎樣的呢？宇宙的大尺度結構是什麼？超星系團、纖維狀結構和空洞究竟是什麼？讓我們從星系群開始了解，逐漸把目光投向更大的結構。

雖然有些星系離群索居，但是大部分還是被星系群和星系團束縛在一起。星系群相對較小，通常由 50 個以下的星系構成，直徑可達 600 萬光年。銀河系所在的星系群成員實際上只有 40 個。

一般來說，星系團是由 50 到 1000 個星系構成的，直徑可達 200萬至 1000 萬個秒差（1 秒差 = 3.26 光年）。星系團有一個極為異常的特徵，其成員星系的運動速度總是太快，僅靠引力根本無法把它們束縛在一起……但實際上它們卻並沒有因此分崩離析。

暗物質理論由此開始。據信是暗物質提供的額外引力，使它們能夠聚集在一起。

大量的星系群、星系團和星系所構成的，是一個更大的結構——超星系團。超星系團是我們在宇宙中發現的最大結構之一。

斯隆巨壁（左下方）。- 維基百科

經人類確認的最大單一結構是所謂的「斯隆巨壁（斯隆長城，Sloan Great Wall）」，這是一大片長約 5 億光年的星系。它的寬度為 2 億光年，但厚度只有 1500 萬光年。

大尺度宇宙結構中光的分布。- 維基百科

在現今設備觀測能力的極限上，我們所能看到的最高級別宇宙結構有兩種形式。一種是線狀的，被稱為纖維狀結構，它們由孤立星系、星系群、星系團和超星系團構成。遍布在這些纖維狀結構之間的，則是被稱為巨洞的巨大氣泡狀空間。

（作者：John Carl Villanueva 譯：老孫 來源：星空天文網）

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