宇宙地图(精)

作者简介

温馨，苏黎世联邦理工学院博士研究生，研究方向为纳米器件T-CAD模拟。

内容简介

第1章 我们的新宇宙地址 本章我将按时间顺序展现天文学者定位宇宙中的星系 ，并建立第一张三维宇宙全景图的过程。 我们在这里 从2014年9月4日起，我们正式有了新的宇宙地址！这 天是我们宣布发现拉尼亚凯亚的文章发表在《自然》期刊 上的日子。迄今为止，拉尼亚凯亚超星系团是我们已知的 、人类所处的最大的宇宙结构。拉尼亚凯亚这个词起源于 夏威夷语“无尽的天空”之意。实际上，这个尺度大到我 们难以理解：它的直径大约为5亿光年，也就是光需要花5 亿年才能从它的一端传播到另一端。它包含约10万个与我 们的星系规模相似的星系，以及100万个更小的星系。这相 当于包含了约1亿亿个太阳！这就是我将向你们讲述的拉尼 亚凯亚超星系团的发现过程，我们为之付出了诸多努力。 天文术语小词典 天文学中，天体的“基本单位”是星系。星系（古希 腊语意为“乳白色的圆圈”）是由无数恒星、空气、尘埃 和不可见物（即暗物质）组成的运行系统，这一切都在引 力作用下成为一个整体。星系可以依照其形状或大小被划 分为旋涡星系、椭圆星系、透镜状星系、不规则星系、矮 星系和巨星系，如图1-1所示。我们的星系银河系是一个相 对较大的星系：它包含数千亿颗恒星。银河系是旋涡状的 星系，它像一个巨大的盘子，中央是明亮密集的核心，太 阳位于猎户座的旋臂上。 星系是由无数恒星系和尘埃组成的运行系统。恒星是 一个“简单的”气体团，它中心产生的核聚变反应使恒星 温度极高。恒星的温度和它的质量有关：质量越大的恒星 温度越高，且寿命越短。我们的太阳是一颗质量中等的恒 星。受引力作用的影响，恒星周围环绕着许多行星，它们 体积很小并且温度相对较低。因为相对较小的质量，这些 行星不能自己发光。一共有八颗行星围绕着太阳旋转，地 球是其中之一。此外，还有体积更小的卫星环绕着行星运 行，比如月亮，它是地球唯一的天然卫星。 星系在引力作用的影响下在宇宙中聚集。我们所在的 本星系群由银河系和50多个矮星系组成。有时更多的星系 可以聚集在一起，形成星系团。我们的本星系群属于由上 千个星系组成的室女星系团。这些星系团沿着网状的宇宙 纤维分布，形成超星系团，比如拉尼亚凯亚超星系团，如 图1-2所示。 什么是宇宙全景图 宇宙学是天文学中的一大分支，主要研究大爆炸之后 的宇宙结构和宇宙发展过程。为了实现这个目标，宇宙学 家首先需要确定目前宇宙中存在的天体结构，并由此推断 它们是如何相互影响的。这个过程能够帮助我们追溯并绘 制宇宙编年史：从物质分布得更加均匀的宇宙初期，一直 到现在这些复杂结构的形成。宇宙学家在某种意义上相当 于宇宙的“历史地理学家”，他们可以从事的工作涵盖了 从纯理论到实验科学的不同领域。在这些领域之中，我所 研究的是“宇宙结构学”，也就是为我们的宇宙绘制地图 。更具体地讲，我的工作是确定我们周围星系的位置及其