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@宇宙究竟有多“黑暗”？黑到难以想象

宇宙中的每一个角落都被一张巨大而隐形的“网”所渗透 。尽管我们在太空中看见的一切都由其组织成型 ， 这张网本身却是隐形的 ， 因为它由暗物质构成 。暗物质会对其它物质产生引力 ， 但不会释放出光线 ， 因此无法被我们看见 。但这种情况已经成为过去时了 。研究人员有史以来第一次 ， 成功“照亮了”宇宙中一部分最黑暗的角落 。
织网
【@宇宙究竟有多“黑暗”？黑到难以想象】很久很久以前 ， 宇宙比如今炽热得多、狭小得多、也稠密得多 。那时的宇宙也比现在更乏味无趣 ， 各处的密度都相差无几 。当然 ， 那时的太空整体上比现在拥挤得多 ， 但无论你去到哪里 ， 各处都没什么区别 。
但当时的宇宙密度也会随机出现一些微小的区别 。有些小块部位的引力会比周围略大一些 ， 因此物质往往会被吸引到它们身边去 。这些物质团就这样不断增长 ， 引力也越来越大 ， 吸引的物质越来越多……
在接下来的数十亿年中 ， 这个过程不断循环往复 。而与此同时 ， 它们之间的空间也变得越来越空旷 。可谓“富人越来越富 ， 穷人越来越穷 。”最终 ， 这些密度较大的团块逐渐变成了第一批恒星、星系和星团 ， 它们之间的太空则变成了空无一物的星际空间 。
如今 ， 这个巨大的“施工项目”已经进行了138亿年 ， 但还没有完工 。物质仍在从这些空旷的空间中流出、加入星系；而这些星系也在不断加入稠密的星团之中 。如今 ， 宇宙中已经形成了一张巨大、复杂的丝状物质网络 ， 即我们所说的“宇宙网” 。
黑暗中的一线光芒
宇宙中的大部分物质都是暗物质 ， 不会与光线、或恒星、气体云等“普通”物质发生相互作用 。因此 ， 宇宙网的大部分在我们看来都完全隐形 。幸运的是 ， 在暗物质大量聚集之处 ， 其它普通物质也会受其引力吸引、加入它们的“阵营” 。
在宇宙中最稠密的区域 ， 暗物质的引力会吸引大量普通物质前来聚集 。而这些普通物质逐渐转化成了恒星 。就像远处黑暗海滩边的灯塔一样 ， 这些恒星和星系可以告诉我们宇宙中的暗物质藏在哪里 ， 隐隐描绘出了宇宙网的真实结构轮廓 。
我们很容易看见宇宙中的星团在哪里 ， 它们就像坐夜班飞机时、地面上灯火通明的大城市一样显眼 。这些天体结构中一定存在大量暗物质 ， 因为必须有足够大的引力、才能将这么多的星系聚集在一起 。
而宇宙的空旷区域也很容易看清 。这些区域所含的暗物质一定很少 。由于没有星系照亮这些区域 ， 我们可以判断出 ， 这些区域中大部分都空无一物 。但宇宙网的宏伟壮观其实就在于构成这张网的“细丝”本身 。这些由星系构成的纤细“卷须”可长达数百万光年 ， 跨过黑暗的宇宙虚空 ， 将一座座明亮的星团“城市”联结在一起 。
透过黯淡的透镜
而这些“细丝”也是宇宙网中最难研究的一点 。其中有一些星系 ， 但数量不多 。并且这些细丝的长度和方向也各有不同 。相比之下 ， 那些星团和虚空就显得简单多了 。因此 ， 尽管我们早在几十年前就通过计算机模拟知晓了这些细丝的存在 ， 但一直没能真正看见它们 。
不过 ， 一支天文学家团队最近在宇宙网的绘制方面取得了重大进展 ， 并在1月29日将研究结果发表在了论文预印网站arXiv上 。他们的研究过程如下：
首先 ， 他们从重子振荡光谱巡天（BOSS）任务收集的数据中找出了一类所谓的“亮红星系”（LRGs） 。亮红星系是一类规模极其巨大的星系 ， 通常位于暗物质密集区域的中央 。如果亮红星系位于暗物质最密集的区域中 ， 那么将它们连接起来的线条就应该由更精细的“细丝”构成了 。
但光盯着两个亮红星系之间的空间看 ， 是看不出什么来的 ， 毕竟它们之间并没有太多东西 。因此 ， 该团队从数据中找出了数千对亮红星系 ， 将它们重新校准对齐 ， 然后相互重叠、生成了一张合成图像 。


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