什么是拉尼亚凯亚超星系团?它到底算不算宇宙中的超级结构?
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发布时间：2022-05-24 16:23
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时间：2023-10-20 17:31
当我们抬头仰望夜空，漫天的繁星无处不在，点缀着黑暗的天空。在良好的观测条件下，人类的肉眼可以看到大约7000颗左右的星星。而我们看到的大部分星星都是银河系内的恒星，如果没有大口径望远镜，遥远恒星微弱的光线肉眼无法看到，但在这些恒星之外，是距离我们数百万甚至数十亿光年更加遥远的星系。
虽然宇宙星系是相对独立的存在，被称为宇宙中独立的星星岛屿，但我们也可以看到星系大量聚集所形成的更大结构。例如：星群（团），超星系团，拉尼亚凯亚超星系团（超超星系团）！是不是看到陌生的名词了？所以今天就了解下什么是拉尼亚凯亚超星系团？这个超超星系团算不算宇宙中的结构？宇宙中有没有比超星系团更大的结构？
宇宙星系群（团）尺度下的结构
在我们银河系所在的本地星系群（团），星系聚集起来的密度通常都比较低，在本星系群中仙女座和银河系是两个最大的星系，接着是小得多的三角座星系，还有几十个更小、更不规则的星系，比如麦哲伦星云。
比这些小而孤立的星系群更大的星系集合是巨大的星系团，成千上万个银河系大小或更大的星系都集中在同一空间区域内，由于引力的作用，在未来这些星系会结合在一起，最终合并成一个超大星系。在宇宙中某些星系团中的星系正在合并，它们逐渐会演化成宇宙中的终极怪！
Abell 2029星系群
虽然星系团在规模上非常庞大，密度也非常大，通常包含了超过1千万亿颗恒星，或者说1万亿的太阳质量，跨越了数千万甚至数亿光年，但是在比星系团更大的尺度上观察宇宙，宇宙的结构还是会变得很清晰。
如果我们把一个空间区域里的所有星系都画出来，我们会发现一小群星系（例如：银河系身处的本星系群）会排列成类似于卷须或细丝的结构。在两条细丝相互交叉的地方，我们可以看到星系团，或者更密集的星系区域。细丝聚集最多的地方，也是星系团聚集最多的地方。那么细丝中间的区域呢？那是巨大的宇宙空洞，几乎空无一物的巨大区域。那里很可能有一些很小，很稀疏的星系，体积和密度低于我们的探测阈值。
在大尺度上，下图就是宇宙星系团的样子。下图中每一个白点都是一个星系，你离远了看，就能看到星系聚集在一起形成的细丝结构，细丝结构的中间就是宇宙空洞。但是比星系团更大的宇宙结构呢？
宇宙在超星系团尺度下的结构
相信你肯定耳闻过超星系团这个词，我们的银河系所在的本星系群是一个更大宇宙结构中的一部分，这个结构包括附近的其他星系群和邻近的巨型室女座星系团，组成了我们的本（室女座）超星系团。而本超星系团只是众多超星系团中的一个，超星系团自身也会排列在一起，形成一个更大的宇宙结构！
这个和星系团也是类似的，在更大的尺度上，超星系团的丝状结构，也会相连相交，细丝之间也有巨大的空洞，总体就构成了一个更大的宇宙网。我们认为这（宇宙的大规模结构）是宇宙的终极形态（结构）。
什么样的结构才能算“真正的结构”
通过我们对引力最佳的模拟，包括正常物质、暗物质和暗能量的正确添加混合，并以任意精度再现了我们实际观察到的宇宙，精确的模拟告诉我们：我们在正确的物理理论上理解了我们所生活的宇宙。
但问题是：仅仅因为某个东西看起来像一个结构，并不一定意味着它就是一个结构。现在考虑一下宇宙中最简单的结构之一：一个质子和一个电子，相距仅100皮米左右。
我们说质子和电子构成的这个结构就是一个氢原子，没有问题。前提是质子和电子的动能要足够小，它们才可以在电磁力的作用下结合在一起！如果这个电子以接近光速的速度运动，质子和电子就会迅速地分开，根本不会结合在一起！也就是说被束缚在一起的才能算结构。
在讨论宇宙中最大的尺度时，我们为什么要提出像原子那样小的东西呢？因为同样的原则也适用于宇宙结构。
拉尼亚凯亚超星系团（超超星系团）
上图是拉尼亚凯亚超星系团（超超星系团）的地图，一个包含了室女座超星系团、长蛇-半人马座超星系团和孔雀-印地安超星系团的更大的超超星系团。其中有大大小小的星系团近300到500个。
上图中这个橙色线内团状物直径约为5亿光年，包含大约100千万亿太阳质量，大约是银河系质量的10万倍。我们银河系就唯一其中某一条絮状物的“流苏”上！
但拉尼亚凯亚超星系团究竟是一种结构吗?
事情是这样的。如果宇宙只由物质组成， 那么宇宙就没有加速膨胀来对抗内部所有结构的引力。只要时间足够长，不仅是星系团，超星系团甚至是更大的丝状结构都会在引力的作用下塌缩，并随着时间的推移逐渐形成越来越大的束缚实体和结构。
这些形成的结构不仅会包含成千上万甚至数十亿个星系，跨越数十亿甚至数百亿光年；在引力的作用下最终通过收缩、合并形成一个星系，这个星系的规模之大足以与目前可观测到的宇宙相匹敌！
但是我们并不是生活在一个完全由物质构成的宇宙中，无论这些物质是正常的还是黑暗的。而我们生活在一个由暗能量主导的宇宙中，暗能量是空间自身固有的能量。如果有暗能量的存在就足以改变宇宙中的结构。换句话说，有暗能量，宇宙的结构大小就有界限。
因为在宇宙存在的最初80亿年间，在引力作用下各种各样的结构不断地生长。星系形成并束缚在一起，星群和星团形成相互吸引，束缚在一起，甚至更大尺度的结构开始形成，因为万有引力开始将这些结构相互吸引，以对抗宇宙的膨胀。
但是大约60亿年前，暗能量掌控宇宙并开始加速。这意味着，在前80亿年间还没有被引力束缚在一起的结构，以后都不会结合在一起。相反，宇宙的加速膨胀会让这些结构互相分离。
现在来看下我们的拉尼亚凯亚超星系团，虽然我们可以看到超超星系团中的星系群、星系团和超星系团的牵引力效应，而且当我们考虑星系数量和相对密度时，它们看起来确实像一个超超星系团，但事实是，它们并不是引力束缚结构，超超星系团的大小永远不会在引力的作用下缩小，在未来超超星系团的成员也不会合并在一起。
总结：宇宙中没有比超星系团更大的结构
这就要说到上文提到的原子的，质子和电子结合称为结构，是因为电磁力的束缚。没有电磁力的束缚，单个质子和电子我们也不会把它们称为一个原子。这和超超星系团的道理一样。
因此由于暗能量的存在，我们现在称之为的“超超星系团”通常不受引力束缚，所以它们也不是宇宙中的类似星系、星系群（团）和超星系团的结构。
所以拉尼亚凯亚超星系团中所有的星系团成员，既不与我们的星系群相连，彼此之间也不会相连，虽然它们的距离和质量足以影响我们在太空中的运动速度，但这又不足以改变我们的宇宙命运，或让我们在未来结合到一起。我们仍然可以称它们为超超星系团，但它们并不是真实的宇宙结构，因此并不那么“超级”!
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时间：2023-10-20 17:32
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时间：2023-10-20 17:32
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时间：2023-10-20 17:33
