宇宙中心在哪裏?踏破鐵鞋去尋覓
文/袁玉剛 圖/來自互聯網
月球繞著38.4萬公裏處的地球轉,以每秒1公裏的速度,28天(一月)轉一圈。地球及其它太陽系行星繞著1.5億(1天文單位)公裏處的太陽轉;地球以每秒30公裏的速度,365天(一年)轉一圈。太陽及其銀河系的所有恒星都繞著26100光年(1光年等于6.3萬天文單位)遠處銀河系中心的一個質量爲太陽400萬倍的黑洞轉;太陽系以每秒240公裏的速度,2.26億年轉一圈。
圖1 太陽與地球、月球
圖2 銀河系
銀河系繞著什麽天體轉呢?
目前,這個問題還沒有明確答案。因爲宇宙確實太大了,天文望遠鏡還有好多地方根本看不到。只是看到銀河系2000億顆恒星和大量的星團、星雲,還有各種類型的星際氣體和星際塵埃一起以每秒600公裏的速度,向本星系群(54個星系)的一個引力中心運動。這個引力中心大約就位于銀河系和仙女座星系之間的位置。300萬光年遠處的仙女座星系是本星系群中最大的星系,直徑22萬光年。
圖3 本星系群(圖正中是銀河系位,左上較大的那個旋渦星系是仙女座星系)
根據天文學家們的觀測,銀河系和仙女座星系是本星系群的兩個較大星系,銀河系周圍有大小麥哲倫、人馬座、大犬座、小熊座、天龍座、船底座、六分儀座、玉夫座、天爐座、獅子座 1、獅子座2、杜鵑座等衛星星系;而仙女座星系周圍有M32、M110、NGC 147、NGC 185、And 1、And 2、And 3、And4等衛星星系。銀河系和仙女座星系又都圍繞著兩個星系之間的一個引力質心運動。
圖4 本星系群中心
但也有天文學家認爲,本星系群是一個較爲典型的疏散型星系團,並沒有一個明顯的質心和向中心聚集的趨勢。
其實,銀河系和仙女座星系應該是本星系群的兩個大旋臂上的星系,因而星系差異較大,形成了次級中心。而銀河系有四個旋臂。旋臂上的恒星差異較小沒有形成次級中心。
本星系群又在繞什麽天體旋轉呢?
天文學家們說:本星系團又是本超星系團(室女座超級星系團)(Virgo Supercluster)中比較小的一員。室女座超級星系團中最大的是室女座星系團(Virgo Cluster)。周圍的所有星系團都以室女座星系團爲引力中心運動。
圖5 室女座超級星系團(紅字處是本星系團)
本超星系團(室女座超級星系團)包含50余個星系群或者星系團。中心的室女座星系團是最大的星系團,含有成員星系2500個以上。本超星系團像一塊巨大的扁形薄餅,覆蓋著1~2億光年直徑的天區,長徑在30百萬秒差距(1秒差距等于3.26光年)以上,厚約2百萬秒差距。本星系群就坐落在這個大圓盤較爲邊緣的位置,離質量中心約10~12百萬秒差距,以每秒1000~3000公裏的速度圍繞著本超星系團的質心室女座星系團公轉,轉一圈需要1000億年。
本超星系團附近還有武仙超星系團、北冕超星系團、巨蛇-室女超星系團等。
超星系團同直徑達100百萬秒差距卻星系稀少的巨洞交織在一起,構成了宇宙大尺度結構的基本圖像。
2014年9月,天文學家們又發現本超星系團又受到拉尼亞凱亞超級星系團引力中心的影響而運動。拉尼亞凱亞超級星系團的引力中心稱爲巨吸引源Great Attractor,大致位于長蛇-半人馬座超級星系團(Hydra-Centaurus Supercluster)的中央,尺度達到5.2億光年,距離銀河系約2.5億光年,正以超過4400KM/S的速度遠離。
圖6 拉尼亞凱亞超級星系團,紅點處是本星系團
有沒有“超”超星系團?有。
雙魚鯨魚座超星系團複合體長10億光年、寬1億5千萬光年,總共包含60個超星系團,其中有拉尼亞凱亞超星系團、室女-長蛇-半人馬座超星系團以及本超星系團。
斯隆長城尺度13.8億光年;
巨型大類星體團尺度40億光年;
海格力斯-科羅拉·伯里阿里斯长城尺度100億光年。
本超星系團繞著“超”超星系團中心旋轉嗎?有可能!
那麽,“超”超星系團又會繞著“超”“超”超星系團中心旋轉嗎?有可能!
如此追蹤下去,何時能夠找到宇宙的中心?難道宇宙真的是無限的嗎?路漫漫其修遠兮。看來,天文學家們需要踏破鐵鞋了。
何不反向思維一下?既然星系、星系團都像一個個旋渦在旋轉,爲什麽不能設想宇宙也是一個旋渦呢?爲什麽不能設想宇宙只是絕對零度的空間中一個旋轉的旋渦呢?
超星系團的發現,說明宇宙大爆炸並不是按均勻、各向同性的方式進行的,而是按不均勻、非各向同性的方式進行的。天文學家們發現,在宇宙中,氣泡似的空洞分隔開了片狀結構和星系纖維,超星系團就像是偶爾出現的節點。而這個節點就應該是一個旋渦。
圖7 蜂窩狀宇宙
圖8 蜂窩狀宇宙2
爲什麽宇宙星系分布呈現蜂窩狀?科學家們沒有回答。
巧的是,我偶然看到了絕對零度時物質的特殊性質資料。只要一攪動,低溫物質就會呈現蜂窩狀態。而一個蜂房則對應一個小旋渦。旋渦之間靠物質連接。
圖9 攪動低溫物質呈現蜂窩狀態
這正好說明:宇宙是一個大旋渦。宇宙之外是絕對零度,無物質;宇宙之內是高溫物質組成的蜂窩,一個蜂房對應一個星系大結構。
按照這個思路,是不是可以找到宇宙的中心。
參考文獻:袁玉剛著《旋渦裏的宇宙》,甘肅科技出版社2008年出版