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由暗物质主宰的宇宙网
这些年来,科学家一直在利用对宇宙微波背景辐射所观测到的数据,在计算机上模拟宇宙的结构是什么样的。结果他们发现,在很大的尺度下,整个宇宙像一张网!他们把这种结构称为“宇宙网”。这是因为随着宇宙的发展和变化,宇宙中的物质会在万有引力的作用下聚集,形成了一种由节点和细丝构成的网状结构。
科学家认为,宇宙网主要是由星系、气体星云和暗物质构成,而且暗物质占了绝大部分。
星系是由大量恒星构成的,它们可以发出可见光,所以很容易观测到。另一种是弥漫在星际空间中的气体星云,不过构成宇宙网的都是一些极度寒冷的气体星云,发出的辐射十分微弱,很难观测到。但如果它很热的话,会发射出X射线,科学家可以使用X射线天文望远镜对其进行观测。
神秘的暗物质本身是看不见的,但它仍然可以通过引力对附近的光线和普通物质施加影响。例如大量的暗物质团块会使得附近的光线发生弯曲,这种由引力引起光线弯曲的现象称为引力透镜。对这种引力透镜进行观测和分析,就可算出暗物质的分布情况。但是对于那些构成宇宙网的暗物质,一般与极度寒冷的气体星云在一起,一般没有光线可看,所以也就很难通过引力透镜找到暗物质了。所以说,直接观测到宇宙网是一件很困难的事情。
能量巨大的类星体
不过,最近科学家成功地观测到了宇宙网结构的一部分,而这个观测多亏了一个怪异的天体系统,即类星体。
那么什么是类星体呢?
通过普通的光学望远镜观测,类星体与普通恒星看上去似乎没有什么区别,发光范围和亮度与恒星都差不多。但是研究结果发现,绝大多数的类星体都离我们十分遥远,达到几亿到上百亿光年。离我们这么远,而且它看上去还与恒星差不多,这就说明类星体应该具有非常大的辐射功率。观测发现,有的类星体的辐射功率会达到整个银河系辐射功率的数万倍。
那么类星体究竟是什么呢,为什么会有这么大的辐射功率?
为此科学家提出了很多假说。目前为止最可靠的假说是,类星体是一种年轻的、活跃的星系核,星系核中心有一个超大质量黑洞。在黑洞强大的引力作用下,附近的尘埃、气体以及一些恒星物质会围绕在黑洞周围,形成一个巨大的高速旋转的吸积盘。在吸积盘内侧靠近黑洞边界的地方,这里的物质转速极快,能量极高,一些会掉进黑洞里,但有一些物质会摆脱黑洞引力的束缚,以一种高能物质喷流的形式跑了出来。而紧贴黑洞边界存在着磁场,会约束高能物质喷流,使它们只能够沿着磁轴的方向,一般是与吸积盘平面相垂直的方向高速喷出。如果这些喷流正好对着我们,我们就会观测到了类星体。
被照亮的宇宙网
最近,科学家利用位于美国夏威夷的10米凯克天文望远镜进行观测,发现一个位于100亿光年之外的类星体,如同深空中天然的“宇宙手电筒”,正好照亮了周围的宇宙网。这是科学家第一次直接观测到宇宙网的结构。
这个类星体照到附近的一个跨度为200万光年的气体星云上,这就使得气体星云中的氢原子发出辉光,从而被天文望远镜观测到。观测发现,这个弥漫在星际空间的气体星云比预计的有更多的气体,是理论预言的10倍多。科学家推测,这种理论与实际的差异也许只是因为这个地方的气体凑巧多了些;当然也有可能是由于科学家对星系的形成和发展并没有完全了解,导致现在的宇宙理论存在问题。
另外,这个气体星云中存在着由暗物质引起的引力透镜效应,对这种效应进行分析,就可以知道这些暗物质的分布情况。这也是第一次了解到隐藏在宇宙网背后的暗物质的分布情况。
通过类星体照亮周围物质来进行观测,这种方法其实之前也使用过。之前的一些科学家也用这种方法,研究了类星体周围的物质分布情况,也发现了一些暗星系。暗星系是一种几乎完全由暗物质构成的星系,包含的恒星很少,有的甚至完全没有。这次观测到宇宙网的同时,科学家也发现了一些镶嵌在宇宙网中的暗星系。
不过,这个类星体只照亮了宇宙网的一小部分,所以对于我们来说,宇宙网仍保持着自己的神秘性。
这些年来,科学家一直在利用对宇宙微波背景辐射所观测到的数据,在计算机上模拟宇宙的结构是什么样的。结果他们发现,在很大的尺度下,整个宇宙像一张网!他们把这种结构称为“宇宙网”。这是因为随着宇宙的发展和变化,宇宙中的物质会在万有引力的作用下聚集,形成了一种由节点和细丝构成的网状结构。
科学家认为,宇宙网主要是由星系、气体星云和暗物质构成,而且暗物质占了绝大部分。
星系是由大量恒星构成的,它们可以发出可见光,所以很容易观测到。另一种是弥漫在星际空间中的气体星云,不过构成宇宙网的都是一些极度寒冷的气体星云,发出的辐射十分微弱,很难观测到。但如果它很热的话,会发射出X射线,科学家可以使用X射线天文望远镜对其进行观测。
神秘的暗物质本身是看不见的,但它仍然可以通过引力对附近的光线和普通物质施加影响。例如大量的暗物质团块会使得附近的光线发生弯曲,这种由引力引起光线弯曲的现象称为引力透镜。对这种引力透镜进行观测和分析,就可算出暗物质的分布情况。但是对于那些构成宇宙网的暗物质,一般与极度寒冷的气体星云在一起,一般没有光线可看,所以也就很难通过引力透镜找到暗物质了。所以说,直接观测到宇宙网是一件很困难的事情。
能量巨大的类星体
不过,最近科学家成功地观测到了宇宙网结构的一部分,而这个观测多亏了一个怪异的天体系统,即类星体。
那么什么是类星体呢?
通过普通的光学望远镜观测,类星体与普通恒星看上去似乎没有什么区别,发光范围和亮度与恒星都差不多。但是研究结果发现,绝大多数的类星体都离我们十分遥远,达到几亿到上百亿光年。离我们这么远,而且它看上去还与恒星差不多,这就说明类星体应该具有非常大的辐射功率。观测发现,有的类星体的辐射功率会达到整个银河系辐射功率的数万倍。
那么类星体究竟是什么呢,为什么会有这么大的辐射功率?
为此科学家提出了很多假说。目前为止最可靠的假说是,类星体是一种年轻的、活跃的星系核,星系核中心有一个超大质量黑洞。在黑洞强大的引力作用下,附近的尘埃、气体以及一些恒星物质会围绕在黑洞周围,形成一个巨大的高速旋转的吸积盘。在吸积盘内侧靠近黑洞边界的地方,这里的物质转速极快,能量极高,一些会掉进黑洞里,但有一些物质会摆脱黑洞引力的束缚,以一种高能物质喷流的形式跑了出来。而紧贴黑洞边界存在着磁场,会约束高能物质喷流,使它们只能够沿着磁轴的方向,一般是与吸积盘平面相垂直的方向高速喷出。如果这些喷流正好对着我们,我们就会观测到了类星体。
被照亮的宇宙网
最近,科学家利用位于美国夏威夷的10米凯克天文望远镜进行观测,发现一个位于100亿光年之外的类星体,如同深空中天然的“宇宙手电筒”,正好照亮了周围的宇宙网。这是科学家第一次直接观测到宇宙网的结构。
这个类星体照到附近的一个跨度为200万光年的气体星云上,这就使得气体星云中的氢原子发出辉光,从而被天文望远镜观测到。观测发现,这个弥漫在星际空间的气体星云比预计的有更多的气体,是理论预言的10倍多。科学家推测,这种理论与实际的差异也许只是因为这个地方的气体凑巧多了些;当然也有可能是由于科学家对星系的形成和发展并没有完全了解,导致现在的宇宙理论存在问题。
另外,这个气体星云中存在着由暗物质引起的引力透镜效应,对这种效应进行分析,就可以知道这些暗物质的分布情况。这也是第一次了解到隐藏在宇宙网背后的暗物质的分布情况。
通过类星体照亮周围物质来进行观测,这种方法其实之前也使用过。之前的一些科学家也用这种方法,研究了类星体周围的物质分布情况,也发现了一些暗星系。暗星系是一种几乎完全由暗物质构成的星系,包含的恒星很少,有的甚至完全没有。这次观测到宇宙网的同时,科学家也发现了一些镶嵌在宇宙网中的暗星系。
不过,这个类星体只照亮了宇宙网的一小部分,所以对于我们来说,宇宙网仍保持着自己的神秘性。