我對“宇宙牆”這三個字的評價也是三個字“蝦扯蛋”,天文學家確實在宇宙中發現了一些奇特的結構,但這些結構在宇宙學中是可以被解釋的,但是在媒體的渲染下就冒出了“宇宙牆”這三個字,其實也可以算一個比較形象的比喻,但這個概念又被各種為了博眼球的自媒體強行與高等文明聯繫在了一起,把它描述成一堵真的圍牆,更有甚至説:我們人類是被高級文明圈養的,是被實驗的對象。這簡直胡扯的沒邊沒際!
如果這樣的説法被第一次接觸天文學的朋友看了,真的會被理解為一堵圍牆。貌似我們已經看到了宇宙的邊緣了。所以下面我們説下這個所謂的“宇宙牆”是什麼?它怎麼來的?
“宇宙牆”世紀為宇宙超空洞,顧名思義就是看起來什麼都沒有的一片空間區域,沒有恆星、星系、星系團,沒有認為發光的物質結構,當然這裏的暗物質肯定也比其他星系密度較大區域的暗物質要少。在大尺度結構上看這樣黑暗的宇宙空間區域就與其他充滿發光物質的區域形成了鮮明的對比。
現在想一下,如果這樣的宇宙空洞綿延數十億光年,看起來什麼都沒有,是不是給人的感覺像是“宇宙牆”,所以主流媒體的解讀還算是一個很不錯的比喻。但一傳十,十傳百,就慢慢變味了。
在研究宇宙大尺度結構時,我們會在數十億光年的範圍內,對宇宙的物質分佈進行調查,於是就形成了上圖中的絲狀結構,形似人體的神經結構圖。其中的亮點就是物質密度最大的區域,而其他密度較小的區域就與密度較大的區域連接成了細絲結構。
在這些細絲結構中,就包含着大大小小的宇宙空洞區域,這些區域中星系分佈的異常稀少。看看上圖中的黑色區域,就是我們説的“宇宙牆”,它遠沒有宇宙中由星系組成的物質“長城”結構的範圍大。如果把上圖中的物質分佈和空洞放到微波背景輻射上來看,我們會看到什麼?
微波背景輻射所顯示出來的範圍是整個可觀測宇宙的物質結構分佈情況,你可能會認為,上圖是一個蛋殼形,怎麼會是全宇宙呢?那下圖可能看起來更直觀、更符合我們的直覺:
其實這兩種圖形是一樣的,就像我們看世界地圖一樣,只不過展開的形式不同罷了。在微波輻射中,温度的波動分為原始波動和後來的星系密度波動,它們分別表現在小尺度和大尺度上。其中原始波動的熱點(紅色)就代表了物質密度低的區域,冷點(藍色)就代表了物質密度高的區域。
這是因為微波輻射光子在傳播的時候,想要爬出物質密集的區域,就會在引力的作用下損失更多的能量,因此物質密度越高,光子紅移越嚴重,表現出來的就是冷點。熱點剛好相反。這種小尺度上的冷熱點波動,是微波輻射的原始波動,也就是發生在最後的散射面。
但微波輻射的光子在到達地球時,還會穿過宇宙中顯出的星系和星系團,它們也會對原始温度的波動在大尺度上起作用。例如:宇宙超空洞這種物質密度稀疏的巨大區域會在微波輻射的光子穿過這些區域時,由於宇宙的加速膨脹會讓光子損失能量,在微波輻射的大尺度上留下一個大範圍的冷點。
因此所謂的“宇宙牆”其實不過時物質密度的稀疏區域而已。這只是宇宙物質分佈中的一種常見的現象。更談不上什麼發現了宇宙的“圍欄”,我們被高級文明圈養。
另外還有一種常見的現象。也容易被誤解,認為是宇宙空洞,或者是“宇宙牆”,看下圖,我相信你一定看過。
上圖經常被我們描述為在100光年外,在10光年的區域裏我們發現了宇宙“空洞”,那麼沒有恆星、沒有正常物質,甚至沒有暗物質。黑暗的區域和周圍的星光形成了鮮明的對比,像是有一股神秘的力量將恆星從這麼抹去。是高等文明乾的嗎?
話不多説,我們看下圖,立即被打臉。
看到沒有,那裏的恆星和周圍的恆星密度一樣,也就是數量一樣多。我們一開始看不到它的原因是,這坨黑色的物體其實只是一片中性氣體雲,中性原子能很好的吸收可見光,所以就擋住了背景恆星。如果我們在紅外波段下觀測的話,就如上圖右一樣。其背面也充滿了恆星。這種中性氣體雲在宇宙中十分常見,例如我們抬頭仰望天空,除了能看到滿天的繁星外,還有一條銀河系暗帶,也可以看到在銀河系的圓盤中充斥着大量的中性氣體雲和塵埃。
最後再説下,宇宙超空洞並不是中國發現的,而是國外的科學團隊。如果是中國發現的話,也不會被我們翻譯成“宇宙牆”,這不明顯充滿誤導性麼!
關於高級文明,我覺得在浩瀚的宇宙中肯定存在,就算誕生生命的條件苛刻,但無限的宇宙也會帶來無限的可能。但高級文明也不會無聊到,在數十億光年外修建什麼“圍欄”圈養我們,閒得沒事幹了。