长达5000万光年的宇宙丝被发现，宇宙原来是一个“网”

宇宙的形状

如果要问：宇宙是什么形状的？相信很多人一时间都会有点发蒙。

• 大部分人的想法，大概都会认为宇宙是球形的，因为宇宙形成于138亿年前的一次大爆炸，它应该是朝四面八方均匀膨胀的，这也符合我们观测到的宇宙各向同性。

• 而NASA的威尔金森宇宙微波各向异性探测卫星在对宇宙进行观测后，从宇宙微波背景辐射中发现了秘密，认为宇宙可能是马鞍形的。
• 也有一些对四维时空非常感兴趣的科学爱好者，认为宇宙是更高维度的球形，也就是说，当我们从一个方向飞到宇宙尽头的时候，其实会从另一个方向回到原点，就像在地球上一样。

不过，最近的一些研究表明，我们的宇宙在最大尺度上，有可能呈现出一种网状结构。无数大尺度的天体结构，通过同样大尺度的丝状结构相连，组成了这个复杂的宇宙。

近些年来，科学家们已经在宇宙中发现了很多类似的证据比如银河系所在的拉尼亚凯亚超星系团，就被科学家描述为这个形状——

实际上，这些丝状结构非常神秘，科学家们对它们的了解也一直非常有限。最近，一个由来自澳大利亚的射电天文学家和来自德国的X射线天文学家们的合作团队，在对这些丝状结构的研究中取得了较大的突破。

强强联合

（图片说明：平方公里阵列射电望远镜）

在西澳大利亚，坐落着世界上最强大的望远镜之一——平方公里阵列射电望远镜（SKA）。这个项目是由世界上7个国家联合开发的，其中也包括我们中国。虽然SKA可能要等到10年后才能完全竣工，但从2012年开始，它就已经能够在天文观测方面大显神威了。

和其他望远镜相比，SKA具有着非常巨大的优势，不仅能够看得更深，而且看得更广，以更加宏大的视野，将观测效率大幅提高，对宇宙深处的天体进行观测和研究。前不久我们也刚刚介绍过，天文学家不仅利用它对神秘的奇异射电圈（ORCs）进行了观测分析，还用了仅仅10天的时间完成了以往几年时间才能实现的超过100万个星系的巡天工作。

（图片说明：SKA拍摄到的奇异射电圈）

在进行这些观测项目的同时，澳大利亚联邦科学与工业研究组织（CSIRO）也在利用平方公里阵列探路者（ASKAP）望远镜，在射电频率上绘制宇宙的大尺度地图。

此外，在今年年初的时候，德国的eROSITA太空望远镜也公布了它自去年升空以来的首次观测结果，它在X射线波段对宇宙大尺度地图的绘制让科学家耳目一新。

（图片说明：eROSITA在今年早些时候公布的第一张X射线波段宇宙全景图）

这两台最先进的望远镜都具备同时对大范围宇宙进行观测的能力，同时又可以在不同的电磁波波段进行互补。因此，二者的联手可谓是强强联合，完美地达到了1+1＞2的效果，让我们见识了一个不一样的宇宙。也正是在这样的合作观测中，宇宙中的一条高温气体丝状结构一点点露出了真容。

神秘的宇宙丝

事情还要从最初的起点说起。在大约138亿年前，我们的宇宙形成于所谓的大爆炸中。刚刚形成的宇宙和今天完全不一样，那个时候的宇宙充满了暗物质，可见物质中也几乎只有中性氢，以及少量的氦，极其微量的锂，其他物质几乎完全没有。

在接下来的几十亿年时间里，由于暗能量提供了足够强的引力，这些气体逐渐聚拢起来，形成了宇宙中大尺度的丝状结构，这些结构之间留有大量真空的空间。这些丝状结构几乎包含了宇宙一半的物质，但是由于宇宙过于宏大，它们的密度仍然低得惊人，平均每立方米只有10个粒子，这比科学家在实验室所创造的最高真空度还要空。

而我们的星系，就是在这样的丝状结构中诞生的。

科学家认为，宇宙中几乎所有的星系都是在这里形成的。而且，它们会在宇宙丝上滑动，最终聚拢起来，形成庞大的星系团。就在这些丝线相交的地方，也是星系团最为密集的地方。

这些理论，目前还都停留在猜想阶段。我们看得见宇宙中如恒河之沙的无数星系和星系团，但是始终没有清晰地看到这些丝状结构。

（图片说明：这张eROSITA图像的中心展示的是一个星系团，左下角到右上角延伸的是长达5000万光年的宇宙丝，还有其他星系在沿着它向星系团下落）

但是，凭借着eROSITA的强大观测能力，科学家们终于探测到了这些热气体的痕迹。据研究团队介绍，他们已经发现了一条长达5000万光年的巨大丝状结构，这个长度是银河系直径的数百倍！

这是迄今为止科学家在宇宙中观测到的最清晰的宇宙丝图像，不仅仅见证了人类天文观测能力的提升，也让宇宙网模型获得了重要的证据。

星系的流动

（图片说明：在最大的尺度下，我们的宇宙在丝状结构的组合中形成了一个网状结构，中间充满了虚无的空间，丝线相交处通常有星系团的分布）

不过，本次研究中，科学家们也遇到了没有预想到的情况。此前的理论认为，这些宇宙丝中的热气体会使电子产生射频发射，而在利用ASKAP进行这个波段的观测时，他们并没有发现这个现象。这意味着，在这些宇宙丝上的热气体流动相对比较平稳，并没有形成能够给电子加速而产生无线电波的湍流。也就是说，当星系沿着宇宙丝落入星系团时，也是经历了这样平稳的过程。

通过ASKAP的在射电波段拍摄到的图像，我们可以看到星系逐渐落入星系团的过程。科学家发现，很多星系都被一对强大的喷流夹在中间，他们指出，这是这些星系的核心处有一个超大质量黑洞，它在吞噬物质的同时将电子喷射出来，就形成了这些喷流。

（图片说明：白色是ASKAP的射电数据，彩色是eROSITA的X射线图像，图中我们可以清晰地看到射电流在星系之间的高温气体风吹得发生了扭曲）

并且，根据拍摄的图像可以看到，这些星系之间的密集气体所形成的风会扭曲超大质量黑洞喷射出来的喷流，这也是对宇宙模型的一个佐证。

除了这些研究成果之外，ASKAP和eROSITA的第一次合作就取得了这样的成绩，是令科学家更加兴奋的。这意味着未来应该有更多望远镜之间的合作，来取得宇宙学上的重大突破。

（图片说明：eROSITA太空望远镜）

人类的科技已经发展到了一定的高度，未来我们需要更多的科研合作，才能够将人类的科学继续推进。不仅仅是望远镜，科学家、科研项目之间的合作，也是人类进步的重要手段。现在的时代，很难再有一己之力就能引领科学发现的重大突破了。