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How big is 武仙-北冕座長城?

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武仙-北冕座長城

武仙-北冕座長城是遙遠宇宙中的一個巨大結構,於2014年被提出,但其他研究者對它是否存在仍有懷疑。發現者估計它的寬度約為2000至3000百萬秒差距,也就是約65億至98億光年。光年是光在一年內行進的距離,一個百萬秒差距大約等於326萬光年。上方所顯示的大小,約95億光年,接近這個範圍的上限。

大小

這個結構是在伽瑪射線暴的分布模式中被發現的,伽瑪射線暴是已知能量最大的爆炸。它們來自遙遠星系中大質量恆星的死亡,因此標示出星系與一般物質的所在位置。天文學家利用紅移來推算伽瑪射線暴的距離,紅移是宇宙膨脹使光被拉伸程度的量度。

2014年,Horváth、Hakkila和Bagoly將283個已知紅移的伽瑪射線暴依距離分成九組。在紅移1.6至2.1的那一組中,31個伽瑪射線暴裡有14個聚集在天空約八分之一的範圍內。2015年一項涵蓋361個伽瑪射線暴的研究,也發現了相同的聚集現象。這個結構涵蓋整個武仙座與北冕座,因此得到了這個通俗的名稱。

這裡所說的大小,是指這個結構在天空中的寬度,2000至3000百萬秒差距相當於65億至98億光年。沿著視線方向的深度則所知甚少。這個區域發出的光大約在100億年前出發,當時宇宙的年齡約為30億至40億年。

大小比較

  • 如果把直徑約10萬光年的銀河系縮小到一顆籃球的大小,這道長城的寬度大約會有16至23公里。
  • 大約需要把6.5萬至9.8萬個銀河系圓盤並排排列,才能鋪滿它的寬度。
  • 它的長度大約是雙魚-鯨魚座超星系團複合體的7至10倍,這個包含銀河系的星系團帶長度約10億光年。
  • 它的長度是史隆長城的5至7倍,史隆長城是一條長達13.7億光年的星系帶,在2005年曾被稱為已觀測到的最大結構。
  • 可觀測宇宙的直徑約為930億光年,是這道長城寬度的10至14倍。

對其存在的質疑

這個說法仍有爭議。一項2016年的研究分析了三具太空望遠鏡觀測到的伽瑪射線暴,只發現少量伽瑪射線暴依紅移聚集的證據。望遠鏡對天空各區域的觀測時間也不平均,這可能讓原本沒有聚集的伽瑪射線暴看起來像是聚集在一起。

一項2020年的研究,在許多沒有任何結構的模擬天空中重複進行相同的檢驗,結果經常得到和真實觀測一樣強的聚集現象。使用較新的資料後,這個聚集現象顯得更不顯著。這項研究的結論是,長城的存在「充其量只能視為可疑」。

發現者仍然主張這個聚集現象是真實的。他們在2020年寫道,這可能是宇宙中最大的結構,但需要像THESEUS衛星這樣的未來任務才能確定。

大小的重要性

宇宙學家預期宇宙在最大尺度上應該看起來是均勻的,不會有大於數百百萬秒差距的結構。2015年的論文指出,長城的規模遠大於過去認為結構應該終止的約100百萬秒差距。2020年的質疑研究則認為,預期中最大的結構大約是260百萬秒差距。

發現者也指出,少數非常巨大的結構有可能是偶然形成的。他們補充說,長城也可能是多個較小結構恰好排列在同一方向上所形成的。

參考資料

  • Possible structure in the GRB sky distribution at redshift two. Horváth et al., Astronomy and Astrophysics, 2014.
  • New data support the existence of the Hercules-Corona Borealis Great Wall. Horváth et al., Astronomy and Astrophysics, 2015.
  • The clustering of gamma-ray bursts in the Hercules-Corona Borealis Great Wall: the largest structure in the Universe?. Horváth et al., Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 2020.
  • Investigation of Redshift- and Duration-Dependent Clustering of Gamma-ray Bursts. Ukwatta and Woźniak, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 2016.
  • Re-Examining the Evidence of the Hercules-Corona-Borealis Great Wall. Christian, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 2020.
  • Measuring the Universe. International Astronomical Union.
  • Planck 2018 results. VI. Cosmological parameters. Planck Collaboration, Astronomy and Astrophysics, 2020.
  • Hubble's Deep Fields. NASA Science.
  • A Map of the Universe. Gott et al., The Astrophysical Journal, 2005.
  • More about clustering on a scale of 0.1 c. Tully, The Astrophysical Journal, 1987.
  • Our Milky Way Galaxy: How Big is Space?. NASA Science.
  • Official Basketball Rules 2026: Basketball Equipment. FIBA, 2026.

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