发现宇宙中长达数十亿光年的不均匀结构

本文探讨了宇宙学核心假设——宇宙学原理（即宇宙在足够大尺度上统计上均匀且各向同性）是否成立。传统观点认为，在非线性结构形成尺度之外，宇宙的不均匀性和各向异性会迅速减弱，最终反映原始近乎各向同性的密度涨落及其引力演化。虽然宇宙微波背景辐射（CMB）的微弱各向异性支持这一观点，但近年来，星系分布中呈现出的复杂大尺度结构网络（如巨墙、超星系团、巨大空洞等）以及独立观测（如X射线星系团、类星体分布、宇宙流等）陆续报告了可能偏离大尺度统计均匀性和各向同性的迹象，使该原理面临挑战。本研究采用一种无需参数的新型统计方法——成对距离角分布（ADPD），专门探测空间中的方向性关联。分析暗能量光谱仪（DESI）巡天的多个星系子样本后，研究人员发现：在约1吉秒差距（Gpc，即10亿秒差距，约32.6亿光年）的尺度上，星系分布仍存在显著且持续的方向性结构信号；该信号在统计上超过3σ置信度，远强于各向同性随机对照样本及基于ΛCDM标准模型生成的、几何匹配的模拟星表所能产生的信号。这一结果首次在如此大尺度上提供了星系分布存在‘方向相干性’的直接证据，表明宇宙的各向同性可能在比标准模型预言更小的尺度上就已失效。因此，研究呼吁重新评估‘均匀性’与‘各向同性’在真实宇宙中究竟如何实现，并推动发展基于方向性统计的新一代宇宙学检验方法。