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上個(gè)月（2018年10月），一則“科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了宇宙墻”的“新聞”開始在網(wǎng)上流傳。這些“新聞”來源不明，大多數(shù)并未署名，每篇文章也略有不同，不過意思都差不多。
照其說法，“意大利的科學(xué)家們?cè)陔x地球一百億光年之外的波江座里，發(fā)現(xiàn)了一條橫跨35億光年的真空帶，也就是所謂的宇宙墻。在其內(nèi)部，不說星團(tuán)、星球了，連點(diǎn)暗物質(zhì)都沒有，像一堵墻一樣，為宇宙劃出了邊界......我們的宇宙被一堵墻包圍著。一種可能是，我們是由某種更高的文明培育起來的試驗(yàn)場(chǎng)?！边@些報(bào)道說他們引述的是國(guó)際科技雜志《新科學(xué)家》(New Scientist) 的報(bào)道。
圖1 在網(wǎng)上搜索“宇宙墻”的結(jié)果
這如果是真的，那真可謂是轟動(dòng)全球的發(fā)現(xiàn)，我的一些朋友紛紛轉(zhuǎn)發(fā)，甚至有比較專業(yè)的紙媒在其公眾號(hào)每天發(fā)布的科技新聞中也引述了，雖然該報(bào)編輯謹(jǐn)慎地刪去了“我們是由某種更高的文明培育起來的試驗(yàn)場(chǎng)”這種過于科幻的說法。
但其實(shí)這整個(gè)故事完全是一個(gè)假新聞：其始作俑者不知是誰，那些文字略有不同的“報(bào)道”大概也都是相互抄襲的，而其內(nèi)容則是通過在一個(gè)真實(shí)但并不驚人的科學(xué)新聞里塞進(jìn)大量誤解和臆想的內(nèi)容后炮制出來的。
圖2 某篇報(bào)道“宇宙墻”的新聞中的一幅配圖
我們先來看看這則假新聞所引用的《新科學(xué)家》雜志的報(bào)道。查閱該雜志2018年10月的新聞報(bào)道，可找到該雜志在2018年10月17日出版的新聞中，提到科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了一個(gè)被命名為亥伯龍神（Hyperion)的巨大原超星系團(tuán)(proto-supercluster)，打破了形成最早、質(zhì)量最大的紀(jì)錄，并配發(fā)了歐洲南方天文臺(tái)（ESO）發(fā)布的圖片。
其實(shí)，早在上世紀(jì)80年代，天文學(xué)家們就在觀測(cè)中發(fā)現(xiàn)了這種由許多星系組成的、長(zhǎng)條形的大尺度結(jié)構(gòu)，被天文學(xué)家們戲稱為 great wall ，可以譯為星系長(zhǎng)城或者星系之墻（國(guó)內(nèi)當(dāng)時(shí)一般翻譯為“巨壁”）。
這樣的結(jié)構(gòu)并沒有什么太神秘的性質(zhì)，以往也已經(jīng)發(fā)現(xiàn)很多次了，算不上什么特別重大的新發(fā)現(xiàn)。這一次發(fā)現(xiàn)的創(chuàng)新性，主要體現(xiàn)在比以往發(fā)現(xiàn)的類似結(jié)構(gòu)更大、形成更早。大多數(shù)英文媒體（包括《新科學(xué)家》）的報(bào)道也主要是強(qiáng)調(diào)這一點(diǎn)，而并非中文假新聞中那樣說這是宇宙邊界之墻。
不過，有趣的是，我發(fā)現(xiàn)了幾個(gè)出現(xiàn)較晚的英文報(bào)道，內(nèi)容和以上中文錯(cuò)誤報(bào)道很類似。發(fā)表這幾個(gè)英文報(bào)道的媒體都有很多關(guān)于中國(guó)的報(bào)道，也許就是華人辦的，因此他們大概是被中文媒體帶歪了。
另一個(gè)有趣之處是，這些假新聞中都配了許多看上去十分神秘的天文美圖，盡管這些圖與內(nèi)容并不相關(guān)，但卻就是不放這張《新科學(xué)家》配發(fā)的這一天體本身的圖片，大概是這張圖片過于寫實(shí)，讓人看后頓時(shí)沒有了神秘感吧。
圖3 亥伯龍神超星系團(tuán) （ESO)
那么，這種所謂的宇宙墻或者說星系長(zhǎng)城到底是什么東西呢？發(fā)現(xiàn)最大、最早的星系長(zhǎng)城又有何意義呢？研究宇宙中物質(zhì)如何分布是宇宙學(xué)的一項(xiàng)重要內(nèi)容，宇宙中星系的分布并不完全是均勻的，而是有的地方密集一些，有的地方稀疏一些。
按照萬有引力定律，密度高的地方有更強(qiáng)的引力，會(huì)把周圍的物質(zhì)吸引過去，而稀疏的地方引力較小，它里面的物質(zhì)就更容易被周圍密度高的地方吸走。因此，密的地方就會(huì)越來越密，稀的地方越來越稀，宇宙會(huì)從微小的隨機(jī)擾動(dòng)開始，逐步形成復(fù)雜的纖維狀結(jié)構(gòu)，這種過程現(xiàn)代宇宙學(xué)家們可以使用計(jì)算機(jī)模擬出來，下圖所示的就是一個(gè)模擬中的宇宙大尺度結(jié)構(gòu)。
圖4 數(shù)值模擬形成的星系大尺度結(jié)構(gòu)( V. Springel）
所謂星系長(zhǎng)城，其實(shí)就是其中的一些纖維狀結(jié)構(gòu)。不過，按照現(xiàn)在標(biāo)準(zhǔn)的宇宙學(xué)常數(shù)-冷暗物質(zhì)模型(LCDM)的理論預(yù)言，這種結(jié)構(gòu)是從小到大、逐漸形成的，因此在宇宙比較早的時(shí)期形成的結(jié)構(gòu)應(yīng)該是比較小的。如果在宇宙早期就發(fā)現(xiàn)非常大的結(jié)構(gòu)，那就說明現(xiàn)有的理論很可能有錯(cuò)誤，或者至少是不夠全面的。
因此，觀測(cè)天文學(xué)家們一直在致力于找到更早、更大的星系長(zhǎng)城，以便更嚴(yán)格、深入地定量檢驗(yàn)現(xiàn)有的宇宙學(xué)模型。正因?yàn)檫@樣，也不時(shí)會(huì)有“發(fā)現(xiàn)最大結(jié)構(gòu)”的新聞?！缎驴茖W(xué)家》在此之前也多次報(bào)道過類似的科學(xué)發(fā)現(xiàn)。
不過，亥伯龍神超星系團(tuán)位于天空中六分儀座的方向上(星座里的恒星都在銀河系里，天文學(xué)家提到某某天體在某個(gè)星座時(shí)只是說這個(gè)天體在那個(gè)星座的方向上，而不管距離遠(yuǎn)近），并不在這篇報(bào)道中提到的波江座方向上，這又是怎么回事嗎？難道這一報(bào)道另有所本?
進(jìn)一步的檢索發(fā)現(xiàn)，原來早在2007年11月21日，《新科學(xué)家》發(fā)表過一篇題為“巨洞：另一個(gè)宇宙的印記”（The Void: Imprint of another Universe) 的文章，很可能就是這些“宇宙墻”之說的源頭。
圖5 宇宙微波背景輻射溫度圖 ，用圓圈標(biāo)出的就是波江座的冷斑
這篇文章介紹的是當(dāng)時(shí)的一個(gè)發(fā)現(xiàn)。天文學(xué)家們?cè)诜治鲇钪嫖⒉ū尘拜椛鋽?shù)據(jù)的時(shí)候，在波江座方向上發(fā)現(xiàn)了一個(gè)5度大小的冷斑——這里宇宙微波背景輻射的溫度比平均溫度低大約十萬分之二點(diǎn)五——盡管這個(gè)差異似乎并不大，但也遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了隨機(jī)漲落的大小。
一些宇宙學(xué)家提出了產(chǎn)生這一巨大冷斑的一種解釋：在這一方向上存在一個(gè)巨大的低密度區(qū)，當(dāng)宇宙微波背景輻射的光子從遠(yuǎn)處向我們飛來時(shí)，如果它們經(jīng)過這一低密度區(qū)。由于低密度區(qū)引力場(chǎng)的變化，飛過的光子能量就會(huì)有所降低，我們?cè)谶@一方向上就會(huì)看到一個(gè)巨大的冷斑，這被稱之為積分薩克斯-沃爾夫（ISW）效應(yīng)。天文學(xué)家們?cè)诜治鲞@一方向的星系巡天數(shù)據(jù)時(shí)，真的發(fā)現(xiàn)了一個(gè)巨大的低密度區(qū)，或者叫巨洞(void)。
巨洞的出現(xiàn)并不奇怪，比如在圖4顯示的大尺度結(jié)構(gòu)模擬中，就可以看到很多巨洞。和星系長(zhǎng)城一樣，這是萬有引力作用下結(jié)構(gòu)演化自然形成的。
這些巨洞周圍環(huán)繞著一些星系長(zhǎng)城，但它們并不是如假新聞中所想象的那樣，如同一堵墻那樣把巨洞和宇宙的其它部分分隔開來，實(shí)際上空洞有點(diǎn)像海綿中的洞洞一樣，每個(gè)巨洞都連著多個(gè)其它巨洞。另外，巨洞也是相對(duì)的，很多巨洞中并不是一個(gè)星系都沒有，只是相對(duì)比較稀少而已。
圖6 某些人錯(cuò)誤理解的“被宇宙墻包裹起來的宇宙”
不過，正如星系長(zhǎng)城的形成一樣，巨洞也是隨著時(shí)間越來越大的，因此如果在宇宙早期就形成特別大的巨洞，同樣是和標(biāo)準(zhǔn)理論相矛盾的。《新科學(xué)家》雜志2007年的報(bào)道，就是因?yàn)楫?dāng)時(shí)科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)這個(gè)巨洞實(shí)在太大了，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)模型的計(jì)算難以形成這么大的巨洞，因此有些科學(xué)家提出了一些新奇的解釋——比如一個(gè)平行宇宙與我們的宇宙在某個(gè)地方發(fā)生碰撞，從而產(chǎn)生這種巨大的結(jié)構(gòu)。
在科學(xué)上，超出尋常的說法需要超出尋常的過硬證據(jù)，因此對(duì)于科學(xué)家們而言，這還只是一種能自圓其說但未必正確的假說而已，除此之外也有多種更平常的解釋。但是，許多國(guó)內(nèi)外的小報(bào)和自媒體是把它當(dāng)真了，有不少相關(guān)的網(wǎng)文引用這一報(bào)道。
實(shí)際上，后來在2016年，一些科學(xué)家使用了新的數(shù)據(jù)并采用了改進(jìn)的方法進(jìn)行分析后發(fā)現(xiàn)，觀測(cè)與標(biāo)準(zhǔn)模型的差異并不像原來想象的那么大，仍可用標(biāo)準(zhǔn)模型解釋。當(dāng)然，我們也不必非要否定這種“腦洞大開”的解釋，但至少就目前看來，上述觀測(cè)并不一定需要多么奇特的理論解釋，而完全可以在現(xiàn)有模型的框架內(nèi)加以理解。
我猜也許本次假新聞的炮制者在了解到《新科學(xué)家》即將做出關(guān)于星系長(zhǎng)城相關(guān)報(bào)道的消息后，上網(wǎng)一查，于是把以往的這些小道消息匯總成了這篇聳人聽聞的假新聞。
同時(shí)，由于他們誤解了“巨洞”和“墻”這些詞的含義，于是就想象出了一個(gè)完全被墻包裹著的、空無一物的神秘宇宙來了。這倒也可以作為一個(gè)科幻小說的題材，不過可惜并不是我們實(shí)際生活的宇宙。（陳學(xué)雷 中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)研究員、暗物質(zhì)與暗能量研究團(tuán)組首席科學(xué)家）
