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宇宙最神秘的秘密竟然就藏在什么都没有的真空中!

2019-05-31 21:22 前瞻网   

 

宇宙最神秘的秘密竟然就藏在什么都没有的真空中!

这张模拟宇宙大尺度结构的图片展示了浩瀚的星系网络,以及中间黑暗、空旷的宇宙空隙。(图片:Nico Hamaus, Universitäts-Sternwarte München, courtesy of The Ohio State University)

自然界在非常大的尺度上——太阳系、星团甚至是星系——出现了一种非常令人惊讶的模式。当你放眼的尺度足够大,包含数千亿颗恒星的星系缩小到只有一个光点的时候,你就会发现一张网。多个星系组成了又长又细的“绳”,绵延数百万光年。成千上万的星系团会凑成密集、紧凑、巨大的“结”。更多的星系会组成又宽又厚的“墙”。

宇宙网

宇宙网是自然界中最大的模式,它充满了整个宇宙,巨大得几乎霸道,但它看起来又像纯丝一样脆弱和精致。

而在这个宇宙网的格子间,在墙、结和细丝的间隙中,有着巨大的宇宙空隙。这些空隙绵延2000万到数亿光年,是宇宙中的真正“沙漠”,其中几乎完全没有物质。从体积上看,我们宇宙中的大部分区域什么都没有。

但当涉及到理解宇宙的时候,“什么都没有”是非常强大的。

编织一张宇宙之网

尽管宇宙之网非常浩瀚、复杂、可怕,但它的起源却出奇地卑微,生平故事也相当枯燥。

很久以前(大约138亿年前),宇宙中还没有星系,也没有恒星。宇宙只有基本的组成部分:暗物质、氢、氦和少量的锂,所有的这些东西和你在杂货店里买的牛奶一样:几乎均匀地分布在整个宇宙中。

但局部还是有一点细微差别的,有些点的密度更大,有些点的密度更小,密度大的点比密度小的点引力更大一些,因此,这些较重的点会拉拢它们的邻居,然后变得更大,并产生更强的引力,而且这个过程还会继续下去。

在数亿年的时间里,富人越来越富,穷人越来越穷。宇宙中的物质不断流入密度大的点,后来,密度大的点会最终合并成第一批恒星、星系和星团。但这些物质必须得来自某个地方,所以随着宇宙网的成长和进化,空隙中的物质也就被清空了。

宇宙化石

当然,这些空隙也并不完全是空的。在这些几乎空无一物的区域里,漂浮着一些暗淡而分散的矮星系。而暗物质和一些氢也成功地在这些干枯的空洞地带中存活了下来。但总的来说,这些空隙确实是空的。不过讽刺的是,正是由于这种真空,这些空隙中充满了一种东西:暗能量。

暗能量是我们给宇宙加速膨胀以及它的成因所取的名字,我们并不真正知道暗能量是什么,但我们目前最好的猜测认为它与时空本身的真空有关;哪里有真空,哪里就有暗能量。所以,从技术上来讲,你现在所处的这个房间里有暗能量,这些暗能量存在于原子之间和原子内部的真空中,但是这些暗能量不强,所以它很容易被其他物质的存在所掩盖——物质,辐射等都可以轻易地掩盖暗能量的存在。

你也无法体验暗能量,因为你所处的环境充满了物质。但是那些真空是空的,那里没有什么能与暗能量竞争,这就意味着那些地区是暗能量主导的地方。

宇宙的加速膨胀发生在这些真空中,而这些真空会推动它们周围的环境,将星系分开,并溶解花了数十亿年时间才形成的巨大宇宙网络。

因此,如果你想了解暗能量,自然界迄今为止最神秘的秘密之一的话,首先你必须要学会凝视真空。

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责任编辑: 3976DBC

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