巨大宇宙环或挑战宇宙关键假设

一个巨大的宇宙环可能会挑战关于宇宙的一个关键假设

这个环打破了宇宙在大尺度下看起来是均匀的这一假设。

如果用肉眼可见，新发现的一个环绕着较小星系环（蓝点）的巨大星系环（黄点）在夜空中看起来就会是这样。每个点对应着一个遥远类星体的光在星系周围的弥散物质中过滤后的状态。 阿莱克西娅洛佩斯、罗杰克劳斯、虚拟天文馆在线星图

阿列克西娅洛佩斯，罗杰克劳斯，虚拟天文馆在线星图

菲尼克斯——一个异常巨大的宇宙结构形成了一个环，而那光环可能会对宇宙学的一个基本假设构成威胁。

一团密集物质环的跨度超过33亿光年，宇宙学家亚历克西娅洛佩兹于1月6日在美国天文学会的一次会议上报告称。如果这一结构真实存在，它可能会对宇宙学原理构成挑战，该原理认为宇宙在大尺度上各个方向看起来都是相同的。

爱尔兰大西洋理工大学的数学物理学家埃因奥科尔根（EoinÓColgáin）表示，这一原理是该领域仅次于爱因斯坦广义相对论的第二基本假设。奥科尔根研究对宇宙学原理的挑战，但并未参与这项新研究。宇宙的每一个理论模型都假定，当你观察足够大的空间体积时，物质是均匀分布的。奥科尔根说，没有这个假设，一切都会乱套。

这个巨型环加入了越来越多的庞大结构列表，如果那个假设成立的话，这些结构本不应该存在。它显然是此前报道过的巨型弧的延伸，并且环绕着一个较小——但仍然巨大——的物质大环。

它们现在一起似乎对宇宙学原理构成了更大的挑战，英国普雷斯顿中央兰开夏大学的洛佩兹说。我们能一起解释像环和弧这样的东西吗？

洛佩兹和她的同事们在新墨西哥州斯隆数字巡天项目捕捉到的遥远类星体（即围绕超大质量黑洞的发光物质盘）的光线中发现了这些结构。当类星体的光线穿越宇宙时，其中一部分会被介于两者之间空间里的星系内部及周围的原子吸收并改变。研究类星体光线的变化能让天文学家绘制出这些物质的分布图。

洛佩兹于2021年首次注意到星系的巨大弧线。弧线上的所有星系似乎都处于相同的宇宙距离，它们发出的信号来自宇宙只有现在一半年龄时，也就是近70亿年前。2024年，她又发现了大圆环，这是一个明显的星系圈，与弧线处于相同距离，像独眼巨人的眼睛悬在微笑的上方一样，位于弧线之上。

接着，洛佩兹注意到一个细细的光丝在那个大光环上方呈弧形分布。它看上去几乎就像是那道巨大弧线的延续，她说。也有可能这只是巧合，是她的眼睛捕捉到了实际上并不存在的形状。为了排除这种可能性，她进行了统计测试，发现这个光环不太可能是偶然形成的。她说，由于均匀的宇宙中不应该存在如此巨大的结构，所以它们对当前的宇宙学模型提出了挑战。

其他研究人员持不同意见。奥科尔盖恩认为，单靠大型结构不足以推翻宇宙学原理，不过这一假设还面临其他挑战。还有一些人表示，当前的宇宙模型可以轻松形成这类巨大结构。在2025年2月发布于arXiv.org的一篇论文中，赫尔辛基大学的理论天体物理学家蒂尔萨瓦拉及其同事报告了包含宇宙学原理和巨型弧状结构（未包含巨型环状结构，因为当时它尚未被提出）的宇宙计算机模拟结果。洛佩兹反驳称，该团队发现的类似弧状结构与她发现的不同，因此这些研究不具可比性。

人们可以为此争论不休，牛津大学的天体物理学家苏比尔萨卡尔说。但我认为这些环彻底改变了局面。这不是人们偶然会发现的东西……这听起来确实相当不寻常。

萨卡尔指出，洛佩兹的研究成果尚未在同行评审期刊上发表，因此他无法核查她的计算。但更大规模的天空勘测，比如使用亚利桑那州的暗能量光谱仪或智利的维拉C鲁宾天文台进行的勘测，如果那些大规模结构确实存在，应该会发现更多此类结构。

我们不需要一直争论到天荒地老，讨论这个结构是真实存在的、偶然形成的还是别的什么，萨卡尔说。我们应该去获取更多数据，更多的信息就会显现出来。

相关知识

宇宙环一般指宇宙中存在的环状结构天体或现象，如土星环由冰粒、岩石碎片构成；也可能是超新星爆发后的环状残骸，或是星系碰撞形成的环状星系。这些结构反映了宇宙中引力与物质的相互作用，助力科学家探索天体演化及宇宙动力学规律。

BY: Lisa Grossman

FY: AI