【博科园-科学科普】
一幅显示了室女座超星系团星系的望远镜图像拼接图。图片版权：NASA/Rogelio Bernal Andreo
近一个世纪以来，天文学家已经了解到宇宙处于膨胀状态。这是广义相对论的结果，它膨胀的速率被称为哈勃常数——以第一个注意到这一现象的人命名（埃德温-哈勃）。然而，天文学家也了解到，宇宙、星系和星团的大规模结构也在不断地向另一个方向移动。
几十年来，天文学家一直试图追踪这些运动是如何在宇宙历史进程中发生的。多亏了国际天文学家团队的努力，在室女座超星系团内的星系运行轨道的最详细的地图已经被创造出来。这张地图包含了近1400个星系在1亿光年的空间内的运动，展示了我们的宇宙环境是如何变化的。
这项研究最近在《天体物理学杂志》上发表，题目是“本超级星团的动作动力学”。由马里兰大学的爱德华·j·沙亚(Edward j . Shaya)领导的研究小组成员包括来自耶路撒冷的“UH -天文学研究所”、耶路撒冷的Racah物理研究所和巴黎的“宇宙基本定律研究所”(IRFU)。
本超星系团中的星系轨道。图片版：布伦特·塔利
研究小组使用了来自宇宙流动调查的数据，这是一系列的三项研究，计算了2011年到2016年间邻近星系的距离和速度。研究小组的几个成员参与了这些调查，然后他们与其他距离和重力场估计一起构建了室女座超星系团的大规模流动研究。
从这一点上能够创造出计算机模型，在1亿光年的时间内绘制出1400个星系的运动轨迹，并在130亿年的时间里(大爆炸后8亿年)。作为天文学研究所的天文学家，同时也是这项研究的合著者，布伦特·塔利在一份新闻稿中解释说：
这是我们第一次看到我们超星系团的详细结构，但看到的是这个结构是如何在宇宙的历史中发展起来的。一个类比是研究地球的当前系统构造运动。
模型与现在的速度流很吻合，这意味着他们在模型中观察到的结构和速度与现在星系中观测到的情况相吻合。绘制的空间范围内，主要的引力吸引子是室女座星系团——它位于约5000万光年之外，包含1300到2000个星系。
此外研究表明，在过去的130亿年里，有超过1000个星系落入了室女座星系团，而在4000万光年范围内的所有星系最终都将被捕获。目，银河系就位于这个捕获区之外，但银河系和仙女座星系都将在未来的40亿年内合并。
由此产生的巨大星系的命运将与研究领域的其他星系相似。这是该研究的另一个结论，团队认为这些合并事件只是更大模式的一部分。基本上在他们观察到的空间区域内，有两种主要的流动模式。在这个区域的一个半球内，所有的星系，包括银河系，都在向单一的方向上流动。
与此同时，整个空间的每一个星系都在向引力吸引子移动，这些吸引子位于研究区域之外。确定这些外部力量是半人马星座超级星团，一群数以百计的星系，位于半人马座星座的大约1.7亿光年——以及巨大的吸引子。
巨大的吸引器位于1.5亿光年之外，是一个神秘的区域，因为它的位置(在银河系的另一边)无法看到。然而，几十年来，科学家们已经知道我们的星系和附近的星系正在向它移动。该地区也是拉尼亚克超级星团的核心区域，该区域跨度超过5亿光年，包含大约10万个大型星系。
简而言之，当宇宙处于膨胀状态时，星系和星系团的动力学表明它们仍然会被更紧密的结构所吸引。在我们的宇宙环境中，主要的吸引子显然是室女座星系团，它正在影响着四千万光年范围内的所有星系。除此之外，它是半人马座超级星团和巨大的吸引子(作为更大的拉尼亚克超级星团的一部分)。
通过绘制这个在过去130亿年发生的吸引过程，天文学家和宇宙学家能够看到我们的宇宙是如何在其大部分历史过程中演化的。随着时间的推移，改进的仪器能够更深入地观察宇宙(如詹姆斯韦伯太空望远镜)，我们将能够进一步探索宇宙的起源。
描绘我们的宇宙是如何随时间变化的，不仅证实了我们的宇宙模型，并验证了关于物质在最大尺度上的行为的主要理论(即广义相对论)。它还能让科学家以一定程度的确定性预测我们宇宙的未来，模拟星系和超星系团最终将如何聚集在一起，形成更大的结构。
研究小组还制作了一段视频，展示了他们的研究成果，以及一个互动模型，从多个角度查看参考框架（以上图片来自本视频截图…很好很震撼）。
知识：科学无国界，博科园-科学科普
参考：美国夏威夷大学，天体物理学杂志
作者：Matt Williams
内容：“博科园”判定符合今主流科学
来自：Universe Today
编译：中子星
审校：博科园
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