【地科小擂台】萬聖節與大尺度結構

文:林彥興

說到萬聖節,總會讓人想到南瓜、鬼怪、女巫......
當然,還有蜘蛛跟蜘蛛網。
那麼考考各位,下面這個看起來像是蜘蛛網的東西,是根據什麼東西的什麼物理量繪製的圖呢?

答案是: 這是天文學家模擬的,宇宙中暗物質的密度分布圖喔!

在宇宙誕生之初,物質的分佈非常均勻,僅有不到十萬分之一的微小密度起伏。但在重力的作用下,密度稍微高一點點的地方因為重力較強,會吸引更多的物質,使得密度進一步增加。這樣的正回饋,使得原本均勻分布在宇宙中的物質,在重力的作用下逐漸聚攏、塌縮,並逐步演化成有如蜘蛛網一般的「大尺度結構」。其中一條一條的部分稱為「纖維 filament」,沒什麼東西的區域則稱為「空洞 Void」。

這張圖片來自宇宙學模擬團隊 illustrisTNG,尺度約為一億五千萬光年。這個大小有多大呢?大概就跟室女座超星系團差不多。換言之,像銀河系這般大小的「星系」,在這張圖中也就只有一個小光點那麼大。而圖片中最大最亮(代表質量最大)的區域,就相當於超星系團的核心。天文學家藉由研究這些大尺度結構,可以得到很多關於宇宙學與星系演化的重要資訊。大家如果有興趣,可以到團隊的官方網站上互動式的探索這些圖片喔~

圖片來源:TNG Collaboration

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