這真是宇宙中的一個“空洞”嗎?

被認為是宇宙中的空洞的圖片。

這真是宇宙中的一個“空洞”嗎?

雖然網絡上確實有很多妙趣橫生,充滿科學準確性的信息資源。但是也有許多網站為了點擊率和流量而不顧信息的真偽性。而很多非專業人員很難區分信息的真偽。所以這周的“問問伊森”欄目,選擇了威廉皮特提出的問題:他的提問有關上圖所示。

“這個到底是什麼。是否寫過相關的科普文章呢?”

首先,如下圖片所示的內容是“這個”。

這真是宇宙中的一個“空洞”嗎?

圖片來源:歐洲南方天文臺,博克球狀體Barnard 68

可以看到圖片背景中充滿了如此之多的星星,因為這些星星都是在我們銀河裡的。是的,咱們的家銀河系,它只橫跨了10萬光年的範圍。圖上的暗星雲遮擋住了背景屏幕的星光,所以它比圖中的星星離我們更近。所以也不可能離我們有數十億光年的距離。實際上,它是一個離我們只有500光年的氣體雲,被稱為巴納德68(Barnard 68)。在20世紀初,天文學家巴納德給好幾百個暗星雲做了編錄。這些暗星雲是中性氣體的分子云(或叫博克球狀體),它們散佈在我們的銀河系。

而圖中的這一個尤其的小和近:

  • 只有500光年遠
  • 延伸半徑大約為四分之一光年
  • 總質量大約為太陽的兩倍

雖然中性氣體擋住了光線,但其對更長的波長來說是透明的。所以你可能會猜到可以通過紅外線或者無線電波看到其背後的星星。

這真是宇宙中的一個“空洞”嗎?

圖片來源:歐洲南方天文臺,同一個對象的合成圖片,近遠紅外光線。

如上圖是由歐洲南方天文臺使用軟硬件合成的圖片,可以從中找到大約3700顆星星在這個氣體雲後面。更進一步,中性氣體雲的吸收特性指出了一些重要的信息,包括雲的內部極其寒冷,只有16開爾文(或者 −257 °C/−431 °F),而球體的外層顯示出了其內部正在瓦解。進一步的分析顯示出其內核會在20萬年後坍縮形成一顆新星。意味著這是我們可以找到的下一顆最近的孤立於其他恆星的星星。

所以,威廉,這不是宇宙中的一個洞。但是確實有相關的研究,2007年的時候,有一則關於宇宙空洞的新聞。

這真是宇宙中的一個“空洞”嗎?

圖片來源:比爾薩克斯頓,美國國家射電天文臺,美國航天局

設想真的如圖所示那樣真的有個洞在那,一片既沒有物質也沒有暗物質的十億光年的空間。那將會展現出什麼來呢?就如上圖所示,會在宇宙微波背景圖片上展現出一個“冷斑點”。由於引力場的變化(專業術語為後期完全薩克斯-沃爾夫效應)導致該區域的宇宙輻射的溫度有所下降。但是冷斑點也與區域性沒有星系等更廣泛深刻的問題有關。

由尼德魯克、謝伊和威廉姆斯組成的相關研究小組研究了這片比其它區域的星系少大約20-45%的區域。而這個現象也有多種解釋。

這真是宇宙中的一個“空洞”嗎?

在宇宙中確實有些區域的物質量遠低於平均水平:更少的星星、氣體、塵埃甚至是暗物質。實際上已經發現了其他類似大小的空洞。

在一個很大的空間上沒有星系也能造成空洞,這是很多文章掙相報道的一種可能性。但也有可能不是這麼令人驚訝的情況造成的:在一個更大的體積上或切片上的低密度宇宙空間也能造成這種效果。除非致力於研究宇宙的三維模型(使用光譜學判斷星系紅移),我們才能知道星系真實的分佈情況。但如上所述,可能沒有令人感興趣的空洞,很少有區域能沒有任何類型的物質。

這真是宇宙中的一個“空洞”嗎?

圖片來源:NASA,ESA.哈勃望遠鏡能看到的宇宙網的一個切片例子。

就像第一幅圖所示那樣,雖然有數百萬的人在facebook等網站上看到過這張圖片,但是至多隻有數萬人真正知道這張圖片的所展示的內容。而這就是科普的難度。你又能對損害大眾認知的人或實體怎麼做呢?終究,知識的對立面不是無知,而是佔據知識位置的錯誤信息。

如果您要與世界談論科學,您的首要責任是準確描繪我們目前對宇宙的瞭解。 如果您不知道我們所知道的是什麼,則有責任找出這些信息。 我很樂意盡一切努力來保持記錄-並且您正在通過向我發送關於Ask Ethan的問題來儘自己的職責-但這取決於科學傳播者和作家的謹慎和勤奮,並且 像您這樣的讀者應該明智地選擇信息來源。 否則,就無法分辨出科學上的真實與簡單地尋找想要聽到的結果並稱其為“科學”之間的區別,無論是否存在。

作者: Ethan Siegel Senior

FY: 雲

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