长达140亿光年的最大宇宙结构被发现。

这项研究由德国马普地外物理研究所和马普物理研究所牵头，联合西班牙和南非的科学家一起完成。他们通过分析ROSAT X射线卫星绘制的全天星系团分布图，逐步锁定了这个超结构，并重建了它的三维分布。项目负责人汉斯·伯林格指出，如果在地球约4.16亿到8.26亿光年范围内的球壳区域里看星系团的分布，会有一个从北天高纬一直延伸到接近南天边缘的巨大结构格外显眼，那就是Quipu。这个结构包含了68个巨大星系团，总质量大约相当于2×10¹⁷个太阳质量，长度超过400兆秒差距（约14亿光年），体量明显超过了之前著名的“斯隆长城”（约11亿光年）。

这一发现离不开ROSAT卫星的基础工作。作为第一颗完成全天X射线巡天的卫星，ROSAT从1990年起就用高分辨率X射线望远镜扫描全天，记录下星系团之间炽热气体发出的高能辐射，帮科学家建起了一个详尽的星系团目录。随着后续几十年各大天文台不断测定这些星系团的距离，研究团队才能画出比较精确的物质三维分布图，而Quipu就是这样被识别为迄今已知、距离地球十亿光年范围内最大的超结构。研究论文强调，要想精确测出宇宙膨胀速度、物质密度和几何形状等关键参数，必须充分考虑本地大尺度结构对观测数据的影响。这些影响包括：大尺度引力场对宇宙微波背景辐射的细微改动、引力透镜效应造成的光路弯曲，以及大尺度物质分布引发的“整体流动”对哈勃常数测量产生的偏移——后者可以由距离高达250兆秒差距的巨大质量集中体产生。

在最新工作中，团队首次对130到250兆秒差距范围内的全天大尺度结构做了系统评估，从中挑出五个最显著的超结构。Quipu无论在长度还是质量上都排第一。研究表明，这类超结构其实并不算极端罕见的“特例”：它们容纳了大约45%的星系团、30%的星系和约四分之一的物质，却只占了大约13%的宇宙体积，是宇宙大尺度结构中相当重要的一部分。观测还显示，在这些超结构附近，星系的空间密度明显比孤立星系团周围高，暗示大尺度引力网络对星系形成和演化有重要影响。同时，基于当前主流的Λ-CDM宇宙学模型的数值模拟，也得出了和Quipu类似的大尺度结构，说明这个发现跟标准宇宙学框架高度吻合。

科学家指出，这么大的物质结构应该在宇宙微波背景里留下所谓“综合萨克斯-沃尔夫效应”的痕迹，也就是光子穿越随时间变化的引力势阱时能量发生的细微改变。研究团队在普朗克卫星的数据里搜索了这个信号，确实找到了跟理论预期强度相符的迹象，不过统计显著性还不足以完全排除随机涨落的可能，需要后续更精准的数据来验证。参与研究的乔恩强调，哪怕这些修正表面上只带来几个百分点的偏差，随着宇宙学观测精度越来越高，它们未来会变得非常关键，直接关系到我们对宇宙整体性质的精细刻画。换句话说，要想在“百分之几”的精度上理解宇宙，大尺度超结构的存在和分布已经不能再被简单忽略了。

“Quipu”这个名字来自印加文明用于记事的绳结系统——“结绳记事”，因为这个超结构在空间中的形态很像一根主纤维带着分支细绳。这个命名也向位于智利的欧洲南方天文台致敬，很多关键的距离测量工作都是在那里完成的，而当地博物馆里展出的印加结绳文物，某种程度上也为这次宇宙发现搭起了历史与文化的桥梁。科研人员表示，这个发现不仅为我们描绘宇宙物质分布提供了一把新“标尺”，也为检验宇宙学模型、研究不同环境下星系的形成与演化提供了一个独特的实验场。像Quipu这样的超结构说明，宇宙中最大的“宇宙网”不仅仅是背景舞台，还能对现在最精细的宇宙测量产生实质影响，从而塑造我们理解宇宙命运与起源的方式。