兩個極其詭異的巨型圓環橫貫天際，宇宙學基本原理恐遭顛覆

在一個均勻的宇宙中，不應該存在這樣的巨型結構。

如果這兩個環肉眼可見，那么它們在天空中可能是這個樣子。圓點代表對類星體發出的光進行測量的點，黃色代表新發現的巨環，藍色代表的是之前發現的較小環。

Alexia Lopez / Roger Clowes

天穹之上，牧夫座和大熊座的北斗七星之間，有兩個無比巨大的圓環。一個直徑13億光年，另一個33億光年。它們和地球的距離都是大約92億光年，且皆由星系、星系團和星系際介質組成。

這兩個巨環的存在，或許會挑戰人類宇宙學中最基本的一個原理。而這個原理的重要性，可能和愛因斯坦的廣義相對論不相上下。

人類目前對宇宙的所有認識，包括所有宇宙學模型，都建立在這樣一個認識的基礎上——在足夠大的空間——比如一億光年以上的尺度上，宇宙中物質的分布具有均勻性和各向同性。這就是所謂的宇宙學基本原理。

這是一個假設。到目前為止人們已經通過射電觀測、星系計數和對宇宙微波背景輻射的分析等方式，在一定的范圍內對此加以了驗證。一旦人們發現，在某個尺度上這個假設不成立，人類對宇宙的基本認知就會亂套。

然而在今年1月6日舉行的美國天文學會會議上，英國普雷斯頓中央蘭開夏大學的宇宙學家Alexia Lopez宣布發現了這兩個巨環，向這一原理發起了挑戰。Lopez稱，如果宇宙是均勻的，那么這兩個環不應該存在。

這兩個環是研究人員通過分析遙遠類星體發出的光逐步發現的。

宇宙中的很多超大質量黑洞周圍有一個圍繞黑洞運行的發光物質盤，物質盤中的物質會墜入黑洞，并在黑洞的兩極產生一對相對論噴流。如果這對噴流中的一條正好指向地球，那么我們就會看到一個極其明亮的光點——由于這類天體在觀測上與銀河系內的恒星亮度相當，所以被稱為“類星體”。

類星體發出的光在穿越宇宙時，會被宇宙中的物質吸收并改變。通過研究這種改變，人們可以知道宇宙中物質的分布特點。

基于這樣的原理，Alexia Lopez在2021年的斯隆數字化巡天數據中發現，牧夫座和大熊座附近有一條巨大的圓弧。2024年，Lopez又在圓弧的上方，靠近北斗七星勺柄的部位，發現了一個圓環。圓環和圓弧都由和地球距離相等的物質組成。

而近日Lopez又宣稱，她在之前發現的圓弧上方發現了一道新的弧線。這道弧線比較細，但看起來像是原來那道弧線的延續。分析之后，研究人員認為這不是巧合。這兩條圓弧是一體的，它們共同構成了一個比之前發現的那個圓環更大的巨型圓環。

Lopez認為，如果這兩個圓環最終被證實為真實結構，其巨大的尺度將對當前以均勻性和各向同性為基礎的宇宙學模型發起挑戰。因為在一個均勻的宇宙中，不應該存在這樣的巨型結構。

有學者對此持不同意見。他們認為，僅憑巨型結構不足以推翻宇宙學原理。當前的宇宙模型容得下這樣的結構。2025年2月赫爾辛基大學的學者曾報告稱，他們使用符合宇宙學原理的模型，模擬出了類似的巨型弧線。但Lopez認為，計算機模擬的巨弧和她發現的巨環完全不同，不具可比性。

也有學者認為，僅用偶然性確實無法解釋這些巨型結構的存在。它們看起來相當不可思議。如果宇宙中真的存在這樣的東西，人們未來應該能夠通過更大規模的巡天觀測，發現更多類似結構。

參考

A Giant Ring on the Sky

https://submissions.mirasmart.com/AAS247/Itinerary/PresentationDetail.aspx?evdid=4321

The Emperor’s New Arc: gigaparsec patterns abound in a ΛCDM universe

https://arxiv.org/abs/2502.03515

A Big Ring on the sky

https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1475-7516/2024/07/055