我们宇宙中的一切都在运动，但看到运动所需的时间尺度往往大大超过人类的寿命。在一项重要的新研究中，来自夏威夷大学天文学研究所（IFA）、马里兰大学和巴黎萨克雷大学的一个天文学家小组追踪了3.5亿光年内1万个星系和星系团的运动，它们是物质的主要聚集地。它们的运动被跟踪了115亿年--从宇宙只有15亿年时的星系起源，到今天超过130亿年的年龄。

该研究已被接受在《天体物理学杂志》上发表。

计算星系的路径

研究小组使用一种叫做数值作用法的数学技术，根据星系目前的亮度和位置，以及它们目前远离我们的运动，计算出这些路径。天文学家们将大爆炸理论的物理学因素考虑在内，包括星系最初几乎是以所谓的“哈勃宇宙膨胀率”精确地从彼此之间开始膨胀。随着时间的推移，引力改变了星系的运动，因此它们不只是随着宇宙的扩张而分开，而是被吸引到一起，成为丝状物、墙状物和星系团，同时也清空了其他区域。在漫长的时间里，星系通常会偏离纯粹的“哈勃宇宙膨胀率”，在10亿年内偏离数百万光年。在高密度区域，星系的轨道会变得相当复杂，并涉及碰撞和合并。

马里兰大学副研究科学家Ed Shaya说：“我们正在通过逆向工程来关注宇宙中大规模质量结构的详细形成历史，创造了这些结构的引力相互作用。”

天文学家们探索了几个特别有趣的高物质和星系密度的广大区域。其中一个被称为 “the Great Attractor”，是Laniakea超星系团的核心，这是一个巨大的超级星系团，包含我们的银河系。可以看到星系在四个丰富的星系团的“巢穴”中流向一个位置。

第二个迷人的区域是邻近的英仙-双鱼超星系团，它绵延近10亿光年，是宇宙中最大的已知结构之一。还可以看到最近的大型星团--处女座星团的附近，由于它就在附近，所以可以进行详细的研究。

“30多年来，天文学家一直认为‘the Great Attractor’是主要的引力来源，它使我们附近的整个区域相对于均匀的宇宙膨胀以较高的奇特速度运动，但是这个来源的性质一直是模糊的，”共同撰写该研究报告的IfA天文学家R. Brent Tully说。“我们的轨道重建提供了对这个以前神秘的区域的第一次良好观察。”

在整个广袤的区域内，这些轨道也可以被预测到未来。宇宙的加速膨胀主导了整个画面，导致大多数星系的分离。然而，一些凝聚和合并将在局部地区继续进行。

从早期星系形成的时代开始，一直到宇宙的年龄几乎达到两倍时，可以在这里观看这一广阔区域内的星系路径的视频。在这个模拟所描述的大尺度上，在未来的100亿年里，只有少数主要的合并发生，而且都发生在非常密集的区域。

标签： 科学探索 天文学家追踪1万个星系在过去115亿年的运动情况