由于光速是有限的,我们只能观测到宇宙中的一部分,这部分宇宙被称为可观测宇宙,根据科学家的估算,这是一个以我们所在位置为中心,直径约为920亿光年球体空间。那么,在此范围之外的宇宙,又是什么情况呢?
对于这个问题,一个常见的答案就是,宇宙中那些超出我们观测范围的区域,应该也与我们所见的宇宙差不多。这是因为根据宇宙学原理,在足够大的尺度上,宇宙应该是均匀的(无论你往哪里看,物质的分布都差不多)、各向同性的(无论你往哪个方向看,宇宙的性质都一样,没有偏好的方向)。
但随着对宇宙研究的深入,科学家却发现,实际上的情况似乎并不是这样,因为有迹象表明,可观测宇宙之外,可能有一个我们无法想象的存在。下面我们就来了解一下这具体是怎么回事。
由于宇宙是处于一种持续膨胀的状态,因此在我们看来,那些遥远的星系都具备一种远离我们而去的运动状态,科学家将其称为“哈勃流”(Hubble Flow),实际上,除了“哈勃流”之外,星系本身还有自己的运动状态,科学家将其称为“本动”(Peculiar Motion)。
从理论上来讲,星系的“本动”应该没有特定的方向(毕竟每个星系的物质条件及演化过程都各不相同),而这也就意味着,从宏观层面来看,宇宙中星系的“本动”应该是随机的,不会出现大量星系的“本动”都朝向同一个方向。
然而在对宇宙大尺度结构的研究中,科学家通过对大量星系的观测,发现了一个被称为的“暗流”(dark flow)异常现象:在一个跨度高达约30亿光年的巨大空间范围内,有大约1400个星系团表现出方向高度一致的“本动”,它们都是朝向天空中位于半人马座与船帆座之间的一个约20度范围的区域(如下图所示)。
需要知道的是,星系团是一种由大量星系构成的星系集团,其中通常都包含了数百至数千个星系,也就是说,“暗流”涵盖的星系数量可达上百万个之多,这比我们银河系所在“拉尼亚凯亚超星系团”,都高出了一个数量级。
规模如此之大的“暗流”,显然不能“巧合”来进行解释,相对之下,更合理的解释应该是,“暗流”是由某种力量驱动的,什么力量呢?科学家给出的答案是:引力。因为在宇宙四大基本力中,只有引力才具备跨越如此巨大的尺度、对大量星系产生持续作用的能力。
由于在可观测宇宙之中,没有任何的宇宙结构可以产生如此巨大的引力,因此一个合理的推测就是,驱动“暗流”的引力源,应该位于可观测宇宙之外。
科学家表示,我们并没有足够的信息来了解这个引力源到底是什么,但几乎可以肯定的是,它是一个我们无法想象的存在,这是因为如果真的存在一个能够影响30亿光年尺度上星系团运动的引力源,其质量必须极其庞大且高度集中,这远远超出了我们的宇宙学所能描述的极限。
值得一提的是,为了解释“暗流”,科学家还提出了一个大胆的假说,简单来讲,该观点推测,在更高维度的空间中,存在着大量的“宇宙泡”,我们所在的宇宙只是其中的一员,不同的“宇宙泡”之间可能存在引力上的相互作用,从而“牵引”我们所在的“宇宙泡”中的部分星系朝某个方向运动,开是就形成了“暗流”。
除此之外,还有观点认为,“暗流”可能并不存在,它应该只是观测数据的误差造成的错觉。总而言之,“暗流”目前还是一个未解的谜团,期待在未来的研究中,科学家能有更多的发现,进而揭开其中的奥秘。