範圍覆蓋2 5億光年，內部只有60個星系，牧夫座空洞有多可怕？【宇宙觀察】

宇宙中除有恆星和星系,還有着數量繁多的空洞,雖然它們內部並非空無一物,但出於某種我們尚不瞭解的機制,空洞內的物質密度只有其他地方的十分之一甚至百分之一。 比如直徑2.5億光年的木夫座空洞內,只有區區60個星系,相較於銀河系所在的本星系群和本星系團,木夫座空間內幾乎就是空無一物的狀態。 天文學家甚至認爲,如果銀河系就位於木夫座空洞內的話,人類直到現在可能都會認爲銀河系就是宇宙中唯一的星系。 雖然天文學家早在1981年就發現木夫座空洞了,但距離地球7億光年的它身上還有很多謎團。 作爲一個佔可觀測宇宙直徑2%的超級空洞,木夫座空洞能輕鬆裝下包括銀河系和仙女座星系在內的本星系團,甚至連本星系團之上的仕女座超星系團也能輕鬆拿捏,畢竟它的直徑只有1.1億光年。 目前唯一比木夫座空洞還大的天體系統是仕女座超星星的上級,形似羽毛的拉尼亞凱亞超星系團,它的直徑達到了驚人的5.2億光年,幾乎相當於木夫座空洞的兩倍了。 目前的宇宙學模型認爲,大量星系會在幾十億光年的尺度上呈現絲狀纖維叢排列,這種纖維叢便是宇宙長城,拉尼亞凱亞超星系團便是宇宙長城上的節點。 而在暗物質和暗能量加起來佔宇宙智能總量95%的情況下,由普通物質構成的星系自然不可能塞滿全宇宙,所以宇宙長城之間肯定會有很多空隙。 這種空隙便是宇宙空洞,而木夫座空洞就是就是距離地球最近的一個超級空洞,它內部除了那60個星系外就是暗物質和暗能量了。 其中暗物質負責提供額外的引力,讓星系不至於解體,暗能量則負責讓我們的宇宙加速膨脹,即哈勃和維勃望遠鏡看到的,距離地球越遠的星系遠離地球的速度越快,最終他們會在距離地球140億光年的地方超過光速。 也就是說一旦星系和地球的距離超過140億光年,地球就和它們永遠失去聯繫了。 就目前的情況下而言,木夫座空洞並不是唯一的空洞,也不是最大的空洞,宇宙微波背景輻射圖的右下角的CMB棱點纔是最大的空洞,被稱爲Eridanus超級空洞,它直徑達到了5億光年。 由於內部物質稀少,所有溫度顯著低於宇宙其他地方,這纔在微波背景輻射圖上以藍色的斑點的形式被天文學家察覺到。 距離地球最近的空洞是7500萬光年外的本地空洞,它的直徑大約有1.5億光年,銀河系相對而言比較靠近這個空洞的邊緣,在可以預見的未來,隨着維勃望遠鏡的大範圍觀測,一定還有更多的空洞等待天文學家們去發現。 總的來說,我們對宇宙空洞的瞭解還很有限,雖然我們能用宇宙標準模型去解釋空洞的起因和演化,但在人類文明科技史只有幾百年的情況下,人類很難說自己關於宇宙的理論就一定是正確的。 比如,最近維勃望遠鏡的觀測結果表明宇宙的年齡可能是267億年,而不是此前認爲的138億年。在這種情況下,有關宇宙空洞的研究在未來也許也會迎來新的變數,但不論怎樣,人類都不會放棄研究宇宙。