发现宇宙中最大的结构：天文学家将其命名为“Quipu”

在不了解宇宙中最大的结构的情况下，有可能理解宇宙吗？原则上不太可能。实际上呢？当然不会。超大物体会扭曲我们对宇宙的理解。

天文学家发现了迄今为止宇宙中最大的结构，并以印加人的测量系统命名为“Quipu”。它拥有惊人的200千万亿倍太阳质量。

天文学是一门学问，在天文学中，极大的数字是日常讨论的一部分。但即使在天文学中，200千万亿也是一个很少遇到的大数字。如果“Quipu”的巨大质量没有引起人们的注意，那么它的大小肯定会引起人们的注意。这个物体被称为“超结构”，长度超过400兆秒差距。这超过了13亿光年。

如此大的结构必然会影响其周围的环境，理解这些影响对于理解宇宙至关重要。根据新的研究，研究Quipu及其兄弟可以帮助我们了解星系是如何演化的，帮助我们改进宇宙学模型，并提高宇宙学测量的准确性。

这项名为“揭开局部宇宙中最大的结构：Quipu超结构的发现”的研究已被《天文学与天体物理学》杂志接受发表。马克斯·普朗克研究所的汉斯·博林格是主要作者。

作者写道：“为了精确确定宇宙参数，我们需要了解宇宙局部大尺度结构对测量结果的影响。”“它们包括宇宙微波背景的改变，大规模引力透镜对天空图像的扭曲，以及大规模流运动对哈勃常数测量的影响。”

超结构是包含星系团和超星系团的巨大结构。它们是如此巨大，它们挑战了我们对宇宙进化的理解。其中一些非常巨大，它们打破了我们的宇宙演化模型。

Quipu是我们在宇宙中发现的最大的结构。它和研究人员发现的其他四个超结构包含45%的星系团、30%的星系、25%的物质，以及占体积分数13%。

下面的图片有助于解释为什么他们把它命名为Quipu。Quipu是一种用绳结制成的记录装置，绳结中包含基于颜色、顺序和数字的信息。作者在他们的论文中解释说：“这种观点给人的最好印象是，超结构是一根长丝和小侧丝，这引发了Quipu的命名。”

在他们的工作中，汉斯·博林格和他的同事在130到250 Mpc的距离范围内发现了Quipu和其他四个超结构。他们使用X射线星系团来识别和分析X射线宇宙大尺度结构（CLASSIX）星系团调查中的超结构。X射线星系团可以包含数千个星系和大量发射X射线的非常热的团内气体。这些排放物是绘制超结构质量图的关键。X射线追踪物质最密集的区域和潜在的宇宙网。排放物就像识别超结构的路标。

作者指出，“场星团和超结构成员周围的星系密度差异是显著的。”这可能是因为星系团的质量比超结构中的小，而不是因为星系团的星系密度较低。”

不管原因是什么，这些超结构的质量对我们观察、测量和理解宇宙的尝试产生了巨大的影响。“这些大型结构在宇宙学观测中留下了印记，”作者写道。

这些超结构在宇宙微波背景（CMB）上留下了印记，这是大爆炸遗留下来的辐射，也是支持它的关键证据。宇宙微波背景的性质与我们的理论预测相吻合，精确度接近外科手术。根据综合萨克斯-沃尔夫（ISW）效应，超结构的引力在穿过它们时改变了CMB，产生了CMB的波动。这些波动是前景的人造产物，很难过滤掉，给我们对宇宙微波背景的理解带来干扰，从而影响了对大爆炸的理解。

这些超结构还会影响哈勃常数的测量，哈勃常数是宇宙学中的一个基本值，用来描述宇宙膨胀的速度。虽然星系由于膨胀而离得更远，但它们也有局部速度，称为特殊速度或流运动。这些需要从膨胀中分离出来，以便清楚地理解膨胀。这些超结构的巨大质量影响了这些流运动，并扭曲了我们对哈勃常数的测量。

研究还指出，这些巨大的结构可以通过大规模引力透镜改变和扭曲我们的天空图像。这会给我们的测量带来误差。

另一方面，Lambda CDM的模拟产生了像Quipu和其他四个这样的超结构。Lambda CDM是大爆炸宇宙学的标准模型，它解释了我们在宇宙中看到的大部分东西，比如它的大规模结构。作者写道：“我们在基于Lambda-CDM宇宙学模型的模拟中发现了具有类似性质的超结构。”

很明显，这些超结构对于理解宇宙至关重要。它们占据了其物质的很大一部分，并以基本的方式影响着它们周围的环境。需要更多的研究来了解它们及其影响。

作者在结论中写道：“对我们的发现进行的有趣的后续研究包括，例如，研究这些环境对星系人口和进化的影响。”

根据这项研究，这些超结构不会永远存在。“在未来的宇宙演化中，这些超结构必然会分裂成几个坍塌的单元。因此它们是短暂的结构，”汉斯·博林格和他的合作研究人员解释说。

“但目前，它们是特殊的物理实体，具有独特的属性和特殊的宇宙环境，值得特别关注。”

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