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宇宙大尺度结构

large scale structure of the universe

定义：天体在比星系团更大尺度上的分布和运动特征。

学科：天文学_星系和宇宙

相关名词：巨引力源 巨壁 巨洞

【延伸阅读】

宇宙里存在着由无数个星系聚集而成的巨大构造，这就是宇宙大尺度结构。

宇宙大尺度结构就像无数个气泡密密麻麻地重叠在一起。气泡的“膜”由若干星系聚集而成，根据其形状不同，可分为纤维状（细长结构）、片状（扁平状结构）等。天文学家把其中特别巨大的结构形象地称为“长城”。气泡内部空荡荡的，几乎没有什么星系物质，被称为“巨洞”。与相邻气泡重叠的部分则密集地分布着大量星系，类似这样的星系集团称为星系团。若干星系团聚集在一起构成超星系团，若干超星系团聚集在一起则构成超星系团复合体。

我们生活的太阳系位于银河系，银河系的直径大约10万光年。典型气泡结构的直径大约1亿光年，相当于银河系直径的1000倍。到目前为止，虽然只发现了几个星系“长城”，但有的“长城”直径高达10亿光年。气泡结构彼此相连、延绵不断，庞大的星系在其中只是一个小点。

由星系聚集而成的气泡结构会以多种模式堆积，在“巨洞”深处也会有气泡结构，并分布少量星系。可以说，大尺度结构就像海绵一样，里面布满了大大小小的许多孔穴。

大尺度结构是如何形成的？研究认为，诞生之初的宇宙宛如一个火球，里面充满了炽热的气体，根本不存在恒星和星系，而且其物质分布非常均匀。诞生大约37万年后，宇宙中的物质密度只有区区0.01%的起伏。

早期宇宙中这一微不足道的密度差异却成为了大尺度结构的“种子”。随着时间的推移，宇宙中的密度差异越来越大，最后形成了星系及大尺度结构。

那么，早期宇宙物质这种密度起伏究竟是怎样形成的呢？科学家认为暴胀理论是解释这一疑问的最佳答案：诞生之初的宇宙是空空荡荡的，但其中充满了巨大的能量。这些能量导致了宇宙在极短的瞬间猛烈膨胀（暴胀）。在宇宙暴胀的过程中，有些地方出现了极其微小的能量差异。暴胀结束后，以能量为基础形成了物质，于是出现了极其微小的物质密度起伏。