臺北市立天文科學教育館

在遙遠的宇宙中，天文學家發現了一個巨大的環狀結構，被稱為「大環」（Big Ring），其直徑達13億光年。這項發現挑戰了我們對宇宙形成的理解。大環距離我們約69億光年，由英國中央蘭開夏大學的天文學家亞歷克西亞·洛佩斯（Alexia Lopez）及其團隊發現。這是他們發現的第二個巨型結構；第一個巨型結構「巨弧」（Giant Arc）於2021年公布，與大環位於相同的天區且距離相近。

圖說：大環與巨弧在天空中的位置。

這些結構與所謂的重子聲波振盪（Baryon Acoustic Oscillation，簡稱BAO）有相似之處，但大環並非典型的BAO結構。典型BAO結構的直徑上限為10億光年，而大環則呈螺旋形，可能由於觀測角度的緣故，才看起來像環狀。現有理論認為，宇宙結構的理論最大尺度約為12億光年，但巨弧的長度是這一數值的三倍，大環的周長也近40億光年。這兩個超大結構的存在讓天文學家困惑，因為它們的尺寸和形狀超出了我們對宇宙均勻分布的預期。

科學家推測，這些結構可能暗示了其他宇宙模型的存在，例如羅傑·潘羅斯提出的「共形循環宇宙論」，認為宇宙經歷無數次大爆炸，並會形成環狀結構。然而，該理論尚存諸多問題。另一種可能的解釋是「弦論」（String theory）中的時空拓撲缺陷（Space-time topological defect），即早期宇宙中的微小空間扭曲，但此理論目前缺乏實際證據支持。

這些超大結構究竟代表什麼意義？是否僅是巧合的星系排列？科學家認為這種可能性極低。未來如能發現更多類似結構，或許能提供更好的解釋。「大環」和「巨弧」的發現表明，我們對宇宙的理解或許尚有許多未知領域，也為宇宙學研究開啟了新的探索方向。該研究結果已發表於《宇宙學與次原子物理學期刊》。（編譯／許晉翊）

資料來源：Science Alert