新近发现的一个环形的宇宙大结构，因其庞大的比例，使现存的宇宙理论感到挑战。这个被称作“大环”的结构，直径大约为13亿光年，使之成为迄今为止观察到的最大的结构之一。尽管离地球9亿多光年，因其微弱，从直观上无法看到，但是如果能够在夜空中看到的话，它的直径相当于15个满月。

这个发现在周四的美国天文学会第243届会议上公布，意义重大，因为这个“大环”的大小，似乎挑战了一个被称为“宇宙原理”的宇宙学基本假设。这个原理表明，在一定的空间规模之上，宇宙是均匀的，且看上去在任何方向上都是相同的。

“根据目前的宇宙理论，我们认为这种规模的结构是不可能存在的，”中央兰开夏大学的博士生Alexia Lopez表示，她是这次分析的领导者。“在我们所有可见的宇宙中，我们也许可以期待存在一种极度大的结构。”

理论上来说，当我们在宇宙中放大观察，应该会发现一个广阔而无特色的范围。然而，“大环”是越来越多无法预见的大型结构之一。还包括“巨型弧”，它就位于大环旁边，也是在2021年由Lopez发现的。宇宙学家计算，当前理论上结构的尺寸上限是12亿光年，但是“大环”和估计跨度为33亿光年的“巨型弧”，都超过了这个极限。

值得注意的是，这两个结构距离地球的距离相同，都在挤牛座附近，这也使得可能它们是一个连通的宇宙系统的一部分。

“这些奇特的现象一直被忽视，但随着我们发现的越来越多，我们必须开始面对一个事实，那就是我们的标准模型可能需要重新考虑，”Lopez表示。“从基础上来说，这个模型是不完整的。最糟糕的情况是，我们可能需要一个全新的宇宙理论。”

"大环"的发现是通过分析来自Sloan数码天空调查(SDSS)的数据，SDSS是一个记录了远距离类星体的目录。这些物体的亮度如此之高，即使距离地球数十亿光年之遥，我们依然可以清晰地观察到它们。像是一个巨大的遥远灯塔，为它们途径的传递光线的星系照亮，否则这些星系我们是看不见的。

洛佩兹和他的同事运用了几种不同的统计算法来识别可能存在的大规模结构，结果"大环"浮出了水面。这个结构在天空中呈现出一个接近完美的环形，但通过深入的分析，我们发现它更像是一个面向地球的螺旋形状，如同螺旋状的酒塞。

宇宙学家还不确定是什么机制让这个结构形成。一种可能性是在早期宇宙中的一种声波，被称为“重子声波振荡”，能在今天的星系排列中造成球形的外壳。另一种解释是，宇宙弦的存在，这些假设的“缺陷”在宇宙的构造中可能会在大规模断裂线上导致物质凝聚。

巴哈马斯高级研究所与会议的宇宙学家Jenny Wagner博士将这个发现描述为"重大的"。“这看起来不仅仅是偶然的排列，”她说。

Wagner表示，这个“大环”的存在或许可以在宇宙原理中得到解释，这取决于如何定义其限制，但是一旦发现了更多这样的超出常规、大规模的结构，这种观点便显得统计上不那么合理。“这就是为什么寻找更多的巨型结构非常有价值，”她说。“我个人来说，如果在未来的发现之后我们不得不放弃宇宙原理，我不会感到意外。”

本文译自 The Guardian，由 BALI 编辑发布。

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