宇宙學家意外的發現,組成宇宙一半以上的巨型宇宙空洞會使得空洞邊界以外的恆星看起來比實際更明亮。觀測遙遠宇宙多年的天文學家發現宇宙擁有一個多泡結構,內部的細絲和星系相互糾纏形成一張被巨型空洞分隔的扭曲的網。這些宇宙空洞內部的星係數量非常少,使得它們與其它環繞的巨型結構相比顯得非常空。從巨觀角度講,你可以把宇宙看做一個星系和星系群組成的動態網,它們處在不斷成長和進化的過程中。它們吞噬周圍的物質,從而形成星系群之間巨大的空洞,後者相對非常空曠,幾乎不存在星系或者其它物質。
基本介紹
概念介紹,反透鏡效應,暗物質之謎,
概念介紹
星系的引力包裹了時間和空間織布從而能夠極大的彎曲經過它們的光線的路徑。這個被稱為引力透鏡的現象有點類似於正常透鏡彎曲經過它的光線的原理。星系能夠放大穿過引力透鏡的光線,使得它們後面的圖像看起來更明亮。同時瀰漫在整個宇宙的氣體塵埃也會產生輕微程度的引力透鏡導致的變亮效應。由於宇宙空洞並不包含足夠多的氣體和塵埃,因此研究人員認為它們可能導致空洞背後的恆星看起來並不那么明亮——至少會比預想的暗淡。然而,一支國際科學家小組驚訝的發現宇宙空洞也會導致背後的恆星變亮。
反透鏡效應
“反透鏡效應”的原理首先建立在宇宙是在不斷膨脹的事實基礎上。星系通過引力互相吸引從而減慢宇宙擴張的速度,但是由於宇宙空洞相對非常空曠,使得它比宇宙其它物質的膨脹率要更高。較高的膨脹速度意味著,相對於宇宙整體的膨脹率,靠近空洞的恆星和星系正在朝地球靠近,而位於空洞遠側的則遠離地球。這個原理類似於救護車的汽笛聲距離目標物體越近時聲調越高,遠離目標物體時聲調則變低。
來自空洞近側的星光的波長會朝光譜中藍色範圍移動,而從空洞遠側發出的星光則會略微變紅,或者發生紅移,一種又名都卜勒效應的現象。因為宇宙在不斷的膨脹,因此物體越遠,它產生的紅移效應越明顯。因此,簡單來說,我們用天體的紅色程度確定它的距離。
此外,一個天體越遙遠,它到達地球的光線越少,同樣的,一個天體紅移效應越多,天文學家認為它越明亮。宇宙空洞的反透鏡效應會導致位於空洞遠側的天體進一步變得更紅,後者因宇宙膨脹本身已經產生紅移。同樣的,我們把距離算錯了——天體的實際距離沒有我們預想的那么遠。
因此,研究人員按照預想的距離推測出恆星的亮度要比實際情況更亮。以一個13億光年遠3.25億光年寬的空洞為例,位於遠側的星系將比實際的看起來亮1%,距離也將比實際的遠300萬光年。