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宇宙怎样形成?又如何演化?科学家有了新线索

宇宙空洞是太空中的低密度区域,它占据了宇宙的大部分体积。

当地时间10月5日,西班牙巴伦西亚大学天文和天体物理系的计算宇宙学小组在《天体物理学快报》中发文称,他们用复杂的理论计算模型分析后发现,宇宙空洞(cosmic voids)是不断由外部物质填充的。

项目首席研究员Vicente Quilis说:“新发现对人类理解宇宙的宏观尺度结构,以及星系的诞生与演化有超乎想象的意义。”研究人员Susana Planelles补充道:“宇宙空洞是宇宙中最大的结构。获取有关它们形成、演化方面的知识,对理解宇宙结构至关重要。”

然而,将宇宙空洞视作物理现象进行研究非常复杂,因为它们的体积虽然很大,物质含量却非常低。不论是从观察角度,还是理论建模角度,宇宙空洞的研究都困难重重。因此,科学家迫切需要使用高度简化的结构描述方法对其进行探索。

此前,科学界普遍接受的观点是将宇宙空洞理解为“化石区域”,即源自宇宙原始阶段形成的低密度区域的缓慢演化过程。论文第一作者David Vallés说:“通过这种方式,空洞会因体积增加和失去物质而扩大,物质从它们的边界逃逸。在这种情况下,宇宙实际上是由巨大的气泡(空洞)构成的,这些气泡借助膨胀过程将物质彼此推近,从而形成暗条(filaments )和星系团。”

现在,人们曾确信的理论受到了新研究的质疑。研究人员发现,在宇宙历史中,空洞也曾经历过大量的物质流入。进入空洞的物质超过一半在一段时间内徘徊至10 Gyr(天文单位)内,达到半径。这意味着,存在于空洞内的部分气体可能来自暗条和星系团等高密度区域,并且已经被预处理。

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编译:雷鑫宇 审稿:西莫 责编:陈之涵

期刊来源:《天体物理学快报》

期刊编号:2041-8205

原文链接:https://phys.org/news/2021-10-knowledge-creation-evolution-universe.html

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