我們宇宙中的一切都在運動，但看到運動所需的時間尺度往往大大超過人類的壽命。在一項重要的新研究中，來自夏威夷大學天文學研究所（IFA）、馬里蘭大學和巴黎薩克雷大學的一個天文學家小組追蹤了3.5億光年內1萬個星系和星系團的運動，它們是物質的主要聚集地。它們的運動被跟蹤了115億年–從宇宙只有15億年時的星系起源，到今天超過130億年的年齡。
該研究已被接受在《天體物理學雜誌》上發表。
計算星系的路徑
研究小組使用一種叫做數值作用法的數學技術，根據星系目前的亮度和位置，以及它們目前遠離我們的運動，計算出這些路徑。天文學家們將大爆炸理論的物理學因素考慮在內，包括星系最初幾乎是以所謂的“哈勃宇宙膨脹率”精確地從彼此之間開始膨脹。隨着時間的推移，引力改變了星系的運動，因此它們不只是隨着宇宙的擴張而分開，而是被吸引到一起，成為絲狀物、牆狀物和星系團，同時也清空了其他區域。在漫長的時間裡，星系通常會偏離純粹的“哈勃宇宙膨脹率”，在10億年內偏離數百萬光年。在高密度區域，星系的軌道會變得相當複雜，並涉及碰撞和合併。
馬里蘭大學副研究科學家Ed Shaya說：“我們正在通過逆向工程來關注宇宙中大規模質量結構的詳細形成歷史，創造了這些結構的引力相互作用。”
天文學家們探索了幾個特別有趣的高物質和星系密度的廣大區域。其中一個被稱為 “the Great Attractor”，是Laniakea超星系團的核心，這是一個巨大的超級星系團，包含我們的銀河系。可以看到星系在四個豐富的星系團的“巢穴”中流向一個位置。
第二個迷人的區域是鄰近的英仙-雙魚超星系團，它綿延近10億光年，是宇宙中最大的已知結構之一。還可以看到最近的大型星團–處女座星團的附近，由於它就在附近，所以可以進行詳細的研究。
“30多年來，天文學家一直認為‘the Great Attractor’是主要的引力來源，它使我們附近的整個區域相對於均勻的宇宙膨脹以較高的奇特速度運動，但是這個來源的性質一直是模糊的，”共同撰寫該研究報告的IfA天文學家R. Brent Tully說。“我們的軌道重建提供了對這個以前神秘的區域的第一次良好觀察。”
在整個廣袤的區域內，這些軌道也可以被預測到未來。宇宙的加速膨脹主導了整個畫面，導致大多數星系的分離。然而，一些凝聚和合併將在局部地區繼續進行。
從早期星系形成的時代開始，一直到宇宙的年齡幾乎達到兩倍時，可以在這裡觀看這一廣闊區域內的星系路徑的視頻。在這個模擬所描述的大尺度上，在未來的100億年裡，只有少數主要的合併發生，而且都發生在非常密集的區域。