巨型空洞惊现宇宙

2007-05-14 09:07
知识窗 2007年11期
关键词:空洞暗物质天文学家

胡德良 译

宇宙中存在着一个巨大的空洞,使其他任何空洞相形见绌,这一发现使天文学家们大为吃惊。

该空洞的直径为将近10亿光年。空洞不同于黑洞:黑洞是由致密物质构成的小型球体;而空洞中几乎没有任何恒星、气体和其他普通物质,奇怪的是其中也没有遍布宇宙的、神秘暗物质。以前也发现过其他的空洞,但根本没有这么大。

天文学家不知道该空洞存在的原因。明尼苏达大学的研究人员劳伦斯·鲁德尼克说:“以往不曾有人发现这么巨大的空洞,而且我们也不曾料到会发现这么大的空洞。”

对鲁德尼克的同事莉莉雅·R.威廉姆斯来说,该发现也是她所始料不及的。她说:“不管是根据我们的观测研究,还是根据宇宙这种大规模演化的计算机模拟,都可以说明我们的发现是不同寻常的。”

该发现将详细地报道在《天体物理学杂志上》(Astrophysical Journal)。

宇宙中分布着可见的恒星、气体和尘埃,但宇宙间绝大多数物质是不可见的。科学家们知道这些不可见物质是存在的,因为他们能够观测到所谓的“暗物质”造成的引力影响。空洞也是存在的,但通常较小。

天文学家们利用巨阵射电望远镜(VLA radio telescope)进行了仔细观测,发现了该巨型空洞。

鲁德尼克指出:在波江座的一个天区,星系的数量急剧减少。以前,该天区被称为“WMAP冷区”,因为在宇宙微波背景(CMB)辐射图中,该天区显得尤其突出,而这种辐射图由美国航空航天局的威尔金森微波各向异性探测卫星(WMAP)所绘制。宇宙微波背景辐射是宇宙大爆炸留下的痕迹,从理论上讲宇宙大爆炸又是宇宙的开端。

鲁德尼克说:“尽管对这一令人吃惊的发现还需要进行独立证明,但宇宙微波背景辐射在这个天区中的较低温度好像是由一个巨大的空洞造成的,空洞中几乎没有任何物质,距地球大约60亿~100亿光年。”

宇宙微波背景辐射中的光子通过具有物质的普通太空区域时,会捕获少量的能量;而当宇宙微波背景辐射通过空洞时,其光子会散失能量,使太空中那一区域的宇宙微波背景辐射显得温度较低。

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