宇宙最大的结构，终于被人类看见了

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作者：杨承霖

校译：牧夫天文校对组

后台：王启儒

很长一段时间里，人们会以为宇宙中的星系应该像散在桌面上的芝麻一样均匀分布，但真实的宇宙并不是这样。

如果把视野拉到数亿光年的尺度，也就是离开太阳系、离开银河系、离开本星系群，缩到足够远，你会看到一张巨大的蜘蛛网。

星系并不是随意散落的，它们沿着一条条细长的丝线排列。这些丝线彼此交织，形成巨大的墙、片层和节点；而在它们之间，则是一个个巨大、黑暗、几乎没有星系的空洞。

这张网，就是宇宙网。

计算机模拟的宇宙网

图源：网络图片

过去很长一段时间里，宇宙网更像是科学家“算出来”的东西。 很多证据指明了它的存在，但是宇宙网却从来没有被“看见”过。原因很简单：这张网太“暗”了。

构成这张网主要部分的，是暗物质。

暗物质提供了巨大的引力，织成了宇宙网真正的“骨架”，但它本身完全不可见。 我们过去能看见的，只有星系——因为星系很亮。

暗物质搭起了隐形的骨架，而星系像是挂在这个骨架上的明亮“露珠”。而现在，天文学家终于拍到了这张宇宙网中一段非常清楚的真实图像。

“咔嚓”！

2025年1月，欧洲南方天文台公布了一张图像：天文学家利用位于智利的甚大望远镜 VLT 上的 MUSE 仪器，拍到了迄今最清晰的宇宙网丝状结构之一。ESO 介绍说，这条丝线横跨约 300万光年，连接着早期宇宙中的两个遥远星系；为了拍到它，研究团队进行了大约 150小时的观测。

智利甚大望远镜 VLT

图源：网络图片

这张图看到的不是今天的宇宙，而是非常遥远的过去。这条丝线发出的光走了约 110亿年 才到达地球。换句话说，图像展示的是宇宙还很年轻时的结构，大约对应宇宙年龄只有二十亿年左右的时期。

图中其实有三层：

第一层，是背景里的大量星点和小光斑。这是哈勃空间望远镜拍摄的图像：不同距离上的恒星和星系，构成了深空背景。

第二层，是图中两个最显眼的亮点。

它们是两个遥远星系的明亮核心。更准确地说，它们是两个类星体宿主星系；类星体通常意味着星系中心的超大质量黑洞正在活跃吸积物质，所以核心区域会异常明亮。

第三层，也是最关键的一层，是两个星系之间那条紫色、弥散、像雾一样的连接结构。

ESO/VLT 拍到的宇宙网丝线

图源：网络图片

这条紫色丝线代表什么？

它是弥散在宇宙深处的氢气。

刚才我们说过，宇宙网真正的骨架是看不见的暗物质。但暗物质拥有极其强大的引力，它们就像深海中的暗流，把宇宙中游离的气体吸附、聚集过来。这些氢气附着在暗物质的引力骨架上，顺着脉络分布，成了暗物质不可见身躯上的“皮肤”。

之所以我们能在这张照片里看见它，是因为两端那两个活跃的类星体。它们中心贪婪的超大质量黑洞在吞噬物质时，爆发出了极其强烈的辐射，从而照亮了连接它们的那条黯淡的气体桥梁。科学家们用VLT极其敏锐的MUSE探测器盯着这片天区看了上百个小时，捕捉到了这些气体发出的微弱荧光，并在图像中用紫色将其标识出来。

它直接代表宇宙网中的一段星系丝状结构。

宇宙空洞

宇宙中最大的结构

到这里，我们其实应该停下来想一想：为什么这张照片本身，就是一个不可思议的奇迹？

因为它拍到的不是一颗行星，不是一片星云，甚至不是某一个孤立的星系。它拍到的，是已知宇宙中最庞大的结构——宇宙最底层的骨架。

在这张照片里，那些发光的蛛丝，是连结星系的纤维；而它们之间大片大片的暗区，就是宇宙中尺度最大的存在——“宇宙空洞”。

宇宙空洞示意图。
图源：网络图片

看看这张地球附近的宇宙大尺度结构图。就在我们周围，分布着许多极其巨大的空洞，比如著名的牧夫座空洞（Boötes Void，图中最右）。它们的尺度，已经完全超越了人类常识能理解的极限。

为了具象化这种“大”，我们可以拿《三体》里的三体第一舰队来做一把尺子。在小说设定里，这支神话级的星际舰队从三体星系飞到地球，大约 4 光年的距离，需要航行 400 年。也就是说，它们的平均速度高达光速的 1%。

如果这支浩浩荡荡的舰队调转船头，驶入牧夫座空洞，试图横穿它，需要多久？

牧夫座空洞的直径大约是 3.3亿光年。以 1% 光速的极致速度航行，想要从空洞的一端飞越到另一端，需要整整 330亿年。这是什么概念？我们的宇宙从大爆炸诞生直到今天，总共也才过去了 138亿年。换句话说，三体舰队飞完这一个空洞，时间已经够整个宇宙从重新演化两次多。

图注：科学的语言。

图源：网络图片

宇宙网之大，光速飞不跨，一张照片塞不下。

在真正的宇宙深渊面前，人类所谓的“深空探索”，不过是刚刚把脚趾探进岸边的浅水。

但这并不让人气馁，反而十分迷人。因为正是这滴浅水里的普通碳基生物，相隔着110亿年的时光，仅仅凭着几个光子，就已经学会了如何用目光去丈量整片汪洋。

责任编辑：王启儒

牧夫新媒体编辑部

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图注：这片流光潋滟的恒星形成区，是距离地球约 5000 光年的三叶星云特写画面，由美国国家航空航天局哈勃太空望远镜拍摄，高清影像于 2026 年 4 月 20 日对外公布。
图源：NASA官网