跨度10億光年,空無一物的宇宙空洞!專家:似乎被人取走了東西
在我們的印象中,宇宙中除了恆星、行星、星系和星系團之外似乎空無一物。實際上,這些看似一片虛無的空間中,充滿了各種氣體、塵埃和宇宙射線,還有幽靈般出沒的虛擬粒子。
但宇宙暗藏的奧秘遠遠超出我們的想像,太空中的所有物質並非均勻分布,有的區域物質密度非常之低,甚至連恆星都無法形成。占宇宙質量很大一部分的暗物質在這裡也幾乎不見蹤影。在綿延數十億光年的宇宙大尺度絲狀纖維結構之間,就存在許多類似的宇宙空洞。
2007年,天學家在研究宇宙大爆炸的餘暉——微波背景輻射時,發現在距離地球30億光年的波江星座方向,在一片跨度達到10億光年的區域中,星系分布數量異常稀少。科學家稱之為宇宙「冷區」。根據大爆炸宇宙模型,早期宇宙溫度不均衡會導致出現「冷點」和「熱點」,但如此巨大的宇宙冷區卻令科學家十分困惑。
美國明尼蘇達大學的研究人員在分析甚大望遠鏡(VLT)的光學以及數字巡天數據後,推測波江星座空洞的覆蓋範圍比普通的宇宙空洞大1千倍以上,物質密度僅為周圍空間的20%,就像是「被人憑空取走了東西」一樣。
為什麼宇宙冷區肯定存在空洞呢?科學家解釋道,假設一個觀察者和宇宙微波背景輻射之間存在一個巨大的空洞,將這個空洞想像成一座小山。進入空洞的光子相當於登山,在「上坡」的同時不斷損失能量。如果宇宙沒有加速膨脹,「下坡」並逃出空洞的光子會重新獲得損失的能量。
正因為宇宙一直在加速膨脹,光子「上坡」的同時,空洞也在不斷擴大,「下坡」的光子就會發現山勢變得更加平坦,最後只能損失一部分能量離開宇宙空洞,因此光波更長,溫度也就更低——這就是薩克斯-沃爾夫效應。
科學家雖然證實了宇宙低密度區域與冷點的重合,但對宇宙空洞如何形成還缺乏足夠的認識。未來隨著人類對宇宙本質的理解進一步加深,我們或許能夠揭開宇宙超級空洞之謎!


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