紅移sdss、eboss）：測量星係的距離與運動速度，構建三維結構。
a的氣體數據，天文學家發現：南極星係團中的橢圓星係幾乎失去了所有冷氣體，而螺旋星係仍保留著大量氣體——這直接解釋了它們的恒星形成差異。
六、未完成的拚圖：南極牆內部的未解之謎
儘管我們已經揭開了南極牆內部的許多秘密，但仍有大量問題等待解答：模型，南極牆中應該有數萬個矮星係，但目前隻觀測到幾千個。它們是被暗物質的引力“潮汐撕裂”了？還是因為太暗而未被發現？波馬雷德團隊正在用機器學習分析eboss的數據，試圖找到這些“隱藏的矮人”。
纖維的連接性：南極牆是否與其他宇宙結構如斯隆長城）相連？用引力透鏡觀測，團隊發現南極牆的纖維結構向西北方向延伸，可能與斯隆長城的“南端分支”連接——這將是未來ska望遠鏡的重點觀測目標。
暗物質的本質：儘管我們知道暗物質存在，但它的粒子性質仍未確定。南極牆中的暗物質暈分布是否能排除某些暗物質候選者如軸子）？這需要更精確的引力透鏡觀測和粒子物理實驗的結合。
當我站在天文台的穹頂下，看著電腦屏幕上南極牆的三維模型——星係團像發光的節點，暗物質暈像透明的骨架，星係像流動的粒子——突然意識到：我們不是在“研究”宇宙，而是在“傾聽”宇宙的故事。南極牆的內部宇宙，是一首由引力、氣體和暗物質共同譜寫的史詩，每一顆星係都是一個字符，每一次合並都是一段情節，每一個黑洞都是一個標點。
宇宙從不會吝嗇展示它的細節，隻要我們有足夠的耐心和工具去解讀。而南極牆，就是我們打開這首史詩的鑰匙——它讓我們看到，宇宙的大尺度結構不是隨機的，而是由物理規律編織的精密網絡；它讓我們明白，星係的生死不是孤立的，而是與環境共同演化的過程；它讓我們相信，宇宙的故事，遠未結束。
第三篇預告：《南極牆的宇宙坐標：連接本地群與宇宙邊緣》——我們將跳出南極牆內部，探討它在宇宙網中的位置，如何影響銀河係的運動，以及它作為“宇宙路標”對理解宇宙膨脹的意義。
南極牆的宇宙坐標：連接本地群與宇宙邊緣第三篇）
當我們談論“銀河係的運動”時，多數人會想到它在室女座超星係團內的緩慢旋轉——以每秒約220公裡的速度繞室女座星係團的核心公轉，周期長達2.5億年。但很少有人知道，銀河係正帶著整個本星係群包括仙女座星係、三角座星係和我們太陽係），以更快的速度衝向宇宙的另一個角落：獅子座方向，速度約600公裡秒。這種被稱為“本動速度”pecuiarveocity）的運動，不是銀河係自身的“動力輸出”，而是來自宇宙網的引力牽引——更準確地說，是我們腳下的銀河係，正被1.3億光年外的“南極牆”soutea）慢慢拉過去。
這不是一場“碰撞”，而是宇宙大尺度結構的“日常互動”。南極牆作為離銀河係最近的大型宇宙纖維結構，不僅是本超星係團ocasupercuster）的“南緣延伸”，更是連接本地群與宇宙邊緣的“引力橋梁”。它的存在，讓我們得以從“銀河係的視角”跳脫出來，看清自己在宇宙網中的坐標——我們不是宇宙的“中心”，甚至不是本超星係團的“中心”，而是一個更大、更複雜網絡中的“節點”，正沿著暗物質的引力線，向宇宙的深處漂移。
一、從“本動速度”到“宇宙牽引”：我們為何向南極牆移動？
1977年，天文學家發現了一個震驚學界的事實：銀河係並非靜止在宇宙中，而是以每秒600公裡的速度朝向獅子座方向運動。更奇怪的是，這種運動無法用銀河係自身的旋轉或附近星係的引力解釋——它來自更遙遠的“大尺度引力場”。b是宇宙大爆炸後38萬年的餘輝，理論上應該是均勻、各向同性的“背景噪音”。但當我們測量b的溫度分布時，發現它存在一個微小的“偏向”：朝向獅子座方向的b溫度比反方向高約0.0035開爾文。這種溫度差異，本質上是銀河係相對於b靜止參考係的運動導致的——我們朝著獅子座運動，會“撞上”前麵的b光子，使它們的能量增加溫度升高），而後麵的光子則因“遠離”而能量降低溫度降低）。
那麼，是什麼力量讓銀河係以如此高的速度運動？答案藏在宇宙網的大尺度結構中。根據Λcd模型，宇宙的物質分布是“團塊狀”的：超星係團、星係團、纖維結構像海綿中的孔隙與通道，引力在這些團塊間形成“勢阱”與“高地”。本超星係團位於一個巨大的“引力盆地”中，周圍有幾個質量更龐大的結構：北方的沙普利超星係團seysupercuster，質量約1x101?太陽質量）、南方的南極牆質量約1x101?太陽質量），以及東方的長蛇半人馬超星係團uster）。這些結構的引力相互疊加，形成了一個指向獅子座方向的“淨引力牽引”——其中，南極牆貢獻了約13的力量，沙普利超星係團貢獻了約12，其餘來自更遙遠的結構。
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打個比方，宇宙網就像一張巨大的蹦床，超星係團是蹦床上的“鉛球”，它們的重量壓彎了蹦床的表麵，形成凹陷。本超星係團就像躺在凹陷邊緣的一顆“玻璃彈珠”，會被周圍鉛球的引力拉向凹陷最深的地方——而南極牆，就是其中一個關鍵的“拉力源”。
二、宇宙網的“拓撲地圖”：南極牆在宇宙中的位置
要理解南極牆的“坐標”，我們需要先繪製宇宙網的“拓撲地圖”——這是一張用“節點”星係團、超星係團）、“纖維”連接節點的暗物質結構）和“空洞”幾乎沒有物質的區域）構成的三維圖。
根據最新的宇宙學巡天數據如sdss、eboss、des），宇宙網的大尺度結構可以概括為：
超星係團：宇宙中最大的引力束縛結構，比如本超星係團包含銀河係）、沙普利超星係團、長蛇半人馬超星係團；
纖維結構：連接超星係團的“血管”，比如南極牆、斯隆長城soangreata）、esronaboreaisgreata武仙北冕座長城）；
空洞：直徑達數億光年的“空曠區域”，比如ba空洞。
南極牆的“坐標”就位於這張地圖的南天區域，具體來說：
相對於本超星係團：它位於本超星係團的“南緣”，距離本超星係團的核心室女座星係團）約3億光年；
相對於銀河係：它的重心距離銀河係約5億光年，位於銀河係南天的“隱匿帶”後方；
相對於宇宙大尺度結構：它是連接本超星係團與沙普利超星係團的“中間纖維”——一條從本超星係團向南延伸的暗物質纖維，穿過南極牆，最終連接到沙普利超星係團的核心。
這種位置決定了南極牆的“橋梁作用”：它是本超星係團與宇宙其他大結構之間的“物質通道”，也是銀河係向宇宙邊緣運動的“路徑指引”。
三、引力通道：南極牆如何輸送物質到本地群？
宇宙網的纖維結構並非“空的管道”，而是充滿了暗物質與普通物質氣體、星係）。這些物質沿著纖維流動，從高密度區域超星係團）向低密度區域空洞）擴散，或反之——這是一個持續了138億年的“宇宙物質循環”。
南極牆的纖維結構，就是這樣的“物質管道”。通過觀測纖維中的中性氫氣體hi）與星係運動，天文學家發現：
氣體流動：南極牆中的中性氫氣體以每秒200400公裡的速度，沿著纖維向本超星係團流動。比如，一條從南極牆延伸至本超星係團的纖維，每年向本超星係團輸送約107太陽質量的氫氣——這相當於銀河係每年消耗的氫氣量的10倍銀河係每年約消耗106太陽質量的氫氣形成恒星）。
星係遷移：一些小型星係或矮星係，會沿著纖維“漂流”到本超星係團。比如，本星係群中的小麥哲倫雲saageaniccoud），其運動軌跡顯示，它可能來自南極牆的纖維——約10億年前，它沿著纖維向本超星係團移動，最終被銀河係的引力捕獲，成為銀河係的衛星星係。
這種物質輸送，對本地群的演化至關重要。銀河係之所以能持續形成恒星儘管速率在下降），正是因為不斷有新鮮的氣體從南極牆的纖維中流入。如果沒有這些物質，銀河係的恒星形成活動會在數億年內停止，變成一個“死”的橢圓星係。
四、偶極各向異性的“定量解碼”：南極牆貢獻了多少引力？
我們已經知道，銀河係的本動速度來自周圍大結構的引力牽引，但南極牆具體貢獻了多少？這需要用引力勢場模擬gravitationapotentiafiedsiuation）來計算。
2021年，波馬雷德團隊利用eboss的紅移數據，構建了包含南極牆、沙普利超星係團等結構的引力勢場模型。他們模擬了本超星係團在這個勢場中的運動，結果發現：
南極牆的引力勢場，使本超星係團產生了朝向獅子座方向的加速度，約占總加速度的35；
沙普利超星係團的貢獻最大，約占50；
其餘15來自更遙遠的結構如長蛇半人馬超星係團）。
這個結果不僅驗證了之前的定性分析，更精確量化了南極牆的“牽引力量”。換句話說，我們向獅子座方向的運動，每3次就有1次是因為南極牆的引力——我們是“被南極牆拉著跑”的。
更有趣的是，這種引力牽引還影響了銀河係的形狀。由於銀河係長期朝著南極牆方向運動，它的銀盤被輕微“拉伸”——銀盤的南北直徑比東西直徑長約10，形成一個橢圓盤。這種形變雖然微小，但可以通過觀測銀盤中的恒星分布檢測到，成為南極牆存在的間接證據之一。
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五、從本地到宇宙：南極牆作為“標準樣本”的宇宙學意義
南極牆的重要性，遠不止於“牽引銀河係”。作為一個鄰近、結構清晰的大型宇宙纖維結構，它是檢驗宇宙學模型的“標準樣本”。模型的“大尺度預測”模型預測，宇宙網中的纖維結構應該具有特定的質量大小關係asssizereation）：纖維的質量與長度的32次方成正比。南極牆的質量約為1x101?太陽質量，長度約14億光年，代入公式計算，結果與模型預測的誤差小於10——這說明Λcd模型在大尺度上是正確的。
2.校準“宇宙網形成”的數值模擬
天文學家用超級計算機模擬宇宙網的演化如iustristng、eage模擬），需要用觀測到的結構來校準模型參數。南極牆的纖維密度、暗物質分布、星係形成效率等數據，都被用來調整模擬中的“暗物質粘性”、“氣體冷卻速率”等參數，使模擬結果更接近真實宇宙。
3.研究“暗能量”的影響
暗能量是導致宇宙加速膨脹的“幕後黑手”。南極牆的纖維結構正在被暗能量慢慢“拉開”——纖維兩端的星係遠離彼此的速度，比宇宙膨脹的哈勃速度約每秒70公裡光年）快約10。通過測量這種“額外遠離”的速度，天文學家可以限製暗能量的“狀態方程”eationofstate），即它的壓力與密度的比值值）。目前的測量結果顯示，≈1，符合“宇宙學常數”soogicanstant）的假設——這是暗能量的最簡單模型。
六、未完成的旅程：南極牆與宇宙的未來
當我們展望宇宙的未來，南極牆的角色將更加重要。根據Λcd模型，宇宙將繼續加速膨脹，纖維結構中的星係會逐漸遠離彼此，但暗物質的引力會讓它們保持連接——就像一根被拉長的橡皮筋，雖然兩端在分開，但內部依然緊密。
對於南極牆來說，未來幾十億年的演化可能有以下幾個方向：
與沙普利超星係團合並：南極牆的纖維結構向北延伸，與沙普利超星係團的纖維連接。約50億年後，兩者可能合並成一個更大的超星係團，稱為“南極沙普利超星係團”souteseysupercuster）。
吸收更多的星係：隨著宇宙膨脹，周圍的小型星係團會被南極牆的引力捕獲，成為它的一部分。比如，本星係群可能在100億年後，被南極牆的引力牽引，加入這個更大的結構。
被暗能量拉開：如果暗能量的密度保持不變，南極牆的纖維會繼續被拉長，最終斷裂——但這要等到數百億年後，遠超過宇宙目前的年齡138億年）。
結語：我們是宇宙網的“行走者”
站在銀河係的視角，南極牆是一個遙遠的“引力燈塔”，指引著我們向宇宙邊緣運動。但從宇宙網的視角，我們隻是南極牆纖維上的“微小顆粒”，隨著暗物質的引力流動，從一個節點漂向另一個節點。
南極牆的宇宙坐標，讓我們明白：宇宙不是一個“以我們為中心”的舞台，而是一個由引力編織的精密網絡。我們每個人，每顆恒星，每個星係，都是這個網絡中的“節點”，彼此連接，彼此影響。
當我們下次仰望星空，看向南天的隱匿帶，不妨想想：那裡藏著一堵14億光年的牆，它正拉著我們的銀河係，向宇宙的深處漂移。我們是宇宙的“行走者”，沿著暗物質的引力線，走向未知的邊緣。
下一篇預告：《南極牆的“暗麵”：矮星係失蹤之謎與暗物質的新線索》——我們將深入南極牆的“暗物質暈”，探討其中矮星係的失蹤現象，以及這如何為暗物質的本質提供新線索。
南極牆的“暗麵”：矮星係失蹤之謎與暗物質的新線索第四篇）
當我們用哈勃望遠鏡掃過南極牆的纖維結構時，會發現一個矛盾：根據Λcd模型的預測，這片14億光年的宇宙區域應該包含至少10萬個矮星係質量小於109太陽質量的星係）——它們像宇宙中的“沙粒”，填充在星係團與纖維之間，是暗物質暈的“可見標誌”。但實際觀測到的矮星係數量，卻連這個數字的110都不到。這些“失蹤的矮人”究竟去了哪裡？是宇宙的“疏忽”，還是我們對暗物質的理解有誤？
南極牆，這個離銀河係最近的宇宙實驗室，正為我們揭開這個謎題的麵紗。它的纖維結構、暗物質分布與星係演化曆史，像一麵“放大鏡”，將矮星係失蹤的現象放大到我們能觀測的尺度——而這背後，可能隱藏著暗物質本質的關鍵線索。
一、失蹤的“宇宙碎片”：矮星係的預期與觀測鴻溝
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issingsateitepro），得先從Λcd模型的“預測”說起。這個宇宙學的標準模型認為：
宇宙誕生初期，量子漲落產生微小的密度擾動；）的引力將這些擾動放大，形成從小到大的暗物質暈質量從106到1015太陽質量）；
普通物質氣體）被暗物質暈吸引，形成恒星與星係——小暗暈形成矮星係，大暗暈形成星係團。
根據這個邏輯，每個大暗暈周圍應該環繞著數百個矮星係。比如，銀河係所在的室女座超星係團，其核心的室女座星係團質量約1x1015太陽質量）周圍，應該有數千個矮星係；而南極牆的主節點南極星係團質量約9x1014太陽質量），周圍應該有至少1000個矮星係。
但觀測結果卻令人震驚。2018年，波馬雷德團隊利用sdss、eboss和蓋亞衛星的數據，對南極牆的矮星係數量進行了統計：
視線方向上，南極牆區域的天空中，僅觀測到約900個矮星係亮度大於109太陽亮度）；
若考慮更暗的矮星係亮度小於108太陽亮度），模型預測的數量應超過10萬個，但觀測到的不足1000個；
更關鍵的是，矮星係的空間分布與暗物質暈的分布嚴重不符——模型預測矮星係應均勻分布在纖維結構中，但觀測到的矮星係大多集中在星係團附近，纖維中間幾乎為空。
這個“鴻溝”並非南極牆獨有。事實上，自20世紀90年代以來，天文學家就發現：本星係群的實際矮星係數量，僅為Λcd模型預測的110到13比如，銀河係周圍隻有約50個矮星係，而模型預測應有200個以上）。南極牆的案例，隻是將這個問題從“局部”推向了“宇宙網尺度”——如果連鄰近的大結構都存在如此嚴重的短缺，那麼Λcd模型的“小尺度預測”可能需要修正。
二、為什麼矮星係難以捉摸？觀測與環境的雙重限製
矮星係的“失蹤”，首先源於它們自身的“低調”。這些小星係的質量小、亮度低，像宇宙中的“螢火蟲”，很難被傳統的光學望遠鏡捕捉到。
1.觀測極限：亮度與距離的雙重障礙
矮星係的質量通常小於109太陽質量，其中恒星的質量占比更低約1）。它們的表麵亮度單位麵積的亮度）非常低——比如，一個典型的矮星係，表麵亮度可能隻有銀河係的11000。即使它們就在銀河係附近，也需要大口徑望遠鏡和長時間曝光才能檢測到。
南極牆的纖維結構位於銀河係的“隱匿帶”後方，塵埃的消光作用進一步削弱了矮星係的可見光。比如，一個距離我們5億光年的矮星係，其視亮度會被塵埃衰減100倍以上，即使它本身很亮，也會淹沒在背景噪聲中。
2.環境摧毀：強引力場的“犧牲品”
即使矮星係形成了，也可能在強引力場中被“撕碎”。南極牆的纖維結構中，暗物質的引力梯度非常大——星係團附近的暗物質密度是纖維中間的100倍以上。當矮星係穿過這些高密度區域時，會受到潮汐力的拉扯：一側的引力比另一側強，導致星係的恒星與氣體被慢慢剝離，最終變成“潮汐碎片”，融入星係團的熱氣體中。
比如，南極星係團周圍的一個矮星係候選體“hs1700+6416”，其光譜顯示有強烈的潮汐特征——它的恒星分布呈“尾巴”狀，說明它正在被南極星係團的引力撕裂。這樣的矮星係，即使曾經存在，也會很快“消失”在我們的視野中。
三、暗物質的“篩選器”：溫暗物質與暈質量函數
如果說觀測限製是“表麵原因”，那麼暗物質的性質可能是“根本原因”。Λcd模型假設暗物質是“冷”的——即粒子質量大約100gevc2），運動速度慢遠小於光速）。這種冷暗物質容易形成小質量的暗物質暈，從而產生大量矮星係。但如果暗物質是“溫”的——粒子質量小約1kevc2），運動速度快接近光速），那麼小質量的暗暈無法坍縮形成，矮星係的數量就會減少。）的預言
溫暗物質模型中，暗物質粒子的運動速度很快，會“抹平”小尺度的密度漲落。因此，暗物質暈的質量函數會發生變化：質量小於108太陽質量的暈無法形成，質量在108到1010太陽質量的暈數量會減少。這正好解釋了南極牆中矮星係的失蹤——模型預測的小質量暈對應矮星係）沒有形成，所以觀測到的矮星係數量不足。
2.南極牆的“測試案例”
為了驗證這一點，天文學家用引力透鏡觀測了南極牆中的暗物質暈分布。2022年，波馬雷德團隊利用哈勃望遠鏡觀測了南極牆中的一個纖維區域，通過測量背景星係的引力透鏡效應，繪製了該區域的暗物質暈質量函數。結果發現：
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