92亿光年外发现33亿光年长的宇宙巨弧，天文学家：不该存在！

引力在宇宙中起到了主宰作用，这种力可以把千亿颗的恒星束缚在一起，形成直径达到数万至数十万光年的星系。同样地，星系也会受到引力的束缚，成千上万个星系又能构成巨大的超星系团，跨度可达数亿光年，例如，我们所在的银河系与其他十几万个星系构成了拉尼亚凯亚超星系团，范围可达5.2亿光年。

除了超星系团之外，天文学家还在宇宙中发现了更大的结构，包括宇宙纤维状结构、宇宙长城，它们的跨度可达数十亿光年。近日，天文学家又发现了一种新的宇宙结构，颠覆了人类对宇宙的认知。

根据美国天文学会的简报，天文学家在92亿光年之外发现了长达33亿光年的宇宙巨物，它被称为“巨弧”。要知道，整个可观测宇宙的直径也只有930亿光年，巨弧的长度相当于可观测宇宙直径的二十八分之一。这个宇宙巨弧大到难以想象的程度，以至于发现它的天文学家也难以相信。

如何探测到宇宙巨弧？

在早期宇宙中，星系中的星云还没有大量形成恒星，所以那时星系中有着丰富的气体云。星系中心很早就出现了超大质量黑洞，它们不断吞噬星云，用极端的引力作用来加热气体，从而形成一个亮度极高的吸积盘，这就是类星体。类星体能够辐射出巨大的能量，最亮甚至可以超过整个银河系亮度的几千倍。

由于光速是有限的，从遥远宇宙传来的光需要耗费漫长的时间才能来到地球上，这意味着我们看得越远，所看到的时间就越古老。当我们望向宇宙深处时，就能看到早期宇宙中的类星体。

在如今的宇宙中，随着恒星的不断诞生，气体云已经被消耗掉不少，所以星系中心的超大质量黑洞陷入沉寂，不会出现类星体。在银河系及其邻近星系中，都没有发现活动星系核，类星体都在遥远的宇宙中。

天文学家研究了遥远宇宙中的4万个类星体，它们发出的光穿过92亿光年外的某些物质时，将会被其中的元素吸收。通过分析原子吸收的类星体光谱特征，天文学家发现了跨度可达33亿光年的宇宙巨弧结构。这个结构肉眼是看不见的，如果它能在夜空中看到，其跨度将相当于满月宽度的20倍。

宇宙巨弧是什么？

所谓的宇宙巨弧其实是由大量的星系排列而成，但它的结构之大远超天文学家的想象，以致于被认为不可能存在。牛津大学的天体物理学家苏比尔·萨卡尔（Subir Sarkar）表示，如果遥远宇宙的巨弧被证实存在，这是一个非常大的问题。

现代宇宙学认为，宇宙在大尺度上是均匀的。虽然星系聚集着大量的物质，星系之间有着巨大的空旷空间，但从10亿光年的尺度来看宇宙时，物质在宇宙中的分布是非常均匀的。

新发现的宇宙巨弧比理论阈值高出了3倍，这样的结构在现代宇宙学中是不应该存在的。但天文学家对观测数据进行反复检验，结果表明宇宙巨弧只是统计巧合的概率还不到千万分之三，这意味着该结构极有可能是真实存在的。

另据《自然天文学》（Nature Astronomy）刊载的一项新研究[1]，天文学家还发现了宇宙中最大的旋转结构。星系排列成一股“宇宙绳”，长度可达1.6亿至2.6亿光年，其中的星系会绕着中心轴转动，最快速度高达100公里/秒。这样巨大的旋转结构也是天文学家未曾想到过的。

总之，无论是宇宙巨弧，还是宇宙巨型旋转结构，它们的存在都表明宇宙要比人类想象中的更加深奥，我们目前的宇宙学理论还是有缺陷的，无法解释并预言这些结构的存在。

参考文献

[1] Peng Wang, Noam I. Libeskind, Elmo Tempel, et al. Possible observational evidence for cosmic filament spin, Nature Astronomy, 2021, DOI: 10.1038/s41550-021-01380-6.