large scale structure of the universe

定義：天體在比星系團(tuán)更大尺度上的分布和運(yùn)動(dòng)特征。

學(xué)科：天文學(xué)_星系和宇宙

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圖片來源：視覺中國(guó)

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宇宙里存在著由無數(shù)個(gè)星系聚集而成的巨大構(gòu)造，這就是宇宙大尺度結(jié)構(gòu)。

宇宙大尺度結(jié)構(gòu)就像無數(shù)個(gè)氣泡密密麻麻地重疊在一起。氣泡的“膜”由若干星系聚集而成，根據(jù)其形狀不同，可分為纖維狀（細(xì)長(zhǎng)結(jié)構(gòu)）、片狀（扁平狀結(jié)構(gòu)）等。天文學(xué)家把其中特別巨大的結(jié)構(gòu)形象地稱為“長(zhǎng)城”。氣泡內(nèi)部空蕩蕩的，幾乎沒有什么星系物質(zhì)，被稱為“巨洞”。與相鄰氣泡重疊的部分則密集地分布著大量星系，類似這樣的星系集團(tuán)稱為星系團(tuán)。若干星系團(tuán)聚集在一起構(gòu)成超星系團(tuán)，若干超星系團(tuán)聚集在一起則構(gòu)成超星系團(tuán)復(fù)合體。

我們生活的太陽系位于銀河系，銀河系的直徑大約10萬光年。典型氣泡結(jié)構(gòu)的直徑大約1億光年，相當(dāng)于銀河系直徑的1000倍。到目前為止，雖然只發(fā)現(xiàn)了幾個(gè)星系“長(zhǎng)城”，但有的“長(zhǎng)城”直徑高達(dá)10億光年。氣泡結(jié)構(gòu)彼此相連、延綿不斷，龐大的星系在其中只是一個(gè)小點(diǎn)。

由星系聚集而成的氣泡結(jié)構(gòu)會(huì)以多種模式堆積，在“巨洞”深處也會(huì)有氣泡結(jié)構(gòu)，并分布少量星系?？梢哉f，大尺度結(jié)構(gòu)就像海綿一樣，里面布滿了大大小小的許多孔穴。

大尺度結(jié)構(gòu)是如何形成的？研究認(rèn)為，誕生之初的宇宙宛如一個(gè)火球，里面充滿了熾熱的氣體，根本不存在恒星和星系，而且其物質(zhì)分布非常均勻。誕生大約37萬年后，宇宙中的物質(zhì)密度只有區(qū)區(qū)0.01%的起伏。

早期宇宙中這一微不足道的密度差異卻成為了大尺度結(jié)構(gòu)的“種子”。隨著時(shí)間的推移，宇宙中的密度差異越來越大，最后形成了星系及大尺度結(jié)構(gòu)。

那么，早期宇宙物質(zhì)這種密度起伏究竟是怎樣形成的呢？科學(xué)家認(rèn)為暴脹理論是解釋這一疑問的最佳答案：誕生之初的宇宙是空空蕩蕩的，但其中充滿了巨大的能量。這些能量導(dǎo)致了宇宙在極短的瞬間猛烈膨脹（暴脹）。在宇宙暴脹的過程中，有些地方出現(xiàn)了極其微小的能量差異。暴脹結(jié)束后，以能量為基礎(chǔ)形成了物質(zhì)，于是出現(xiàn)了極其微小的物質(zhì)密度起伏。

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