你有沒(méi)有想過(guò)，宇宙可能比我們想象的空得多？
我們總覺(jué)得天上的星星擠擠挨挨，星系團(tuán)像趕集似的湊成一團(tuán)，但宇宙里其實(shí)藏著好多超級(jí)空房間。這些地方大到能裝下幾千個(gè)銀河系，卻幾乎找不到星系、暗物質(zhì)，連星際氣體都稀罕得很，它們有個(gè)名字，叫宇宙空洞。

這些空洞不是隨便散布的，它們藏在宇宙大結(jié)構(gòu)的縫隙里。你可以把宇宙的大尺度結(jié)構(gòu)想象成一張海綿，星系團(tuán)是海綿上鼓起的疙瘩，纖維狀的結(jié)構(gòu)是連接疙瘩的絲，那空洞就是海綿里那些巨大的洞。這里的物質(zhì)密度連宇宙平均水平的五分之一都不到，有些極端的空洞里，甚至干凈得像被徹底清掃過(guò)，啥都找不著。
天文學(xué)家怎么發(fā)現(xiàn)這些空地方的？有兩個(gè)妙招。宇宙誕生時(shí)留下的微波背景輻射，就像一張宇宙的嬰兒體溫圖，整體溫度挺均勻，但空洞所在的位置會(huì)偏冷一點(diǎn)。因?yàn)槲镔|(zhì)少，對(duì)輻射的引力拉扯弱，溫度自然就低了。另一個(gè)辦法是測(cè)星系的紅移，畫(huà)出三維的宇宙地圖，哪里星系稀稀拉拉，哪里大概率就是空洞。1981年發(fā)現(xiàn)的牧夫座空洞就是這么找到的，它直徑2.5億光年，平均每1000萬(wàn)光年才一個(gè)星系，比沙漠里的綠洲還少見(jiàn)。

這些空洞是怎么形成的？得從宇宙剛誕生時(shí)說(shuō)起。大爆炸后，物質(zhì)分布有點(diǎn)小差異，就像面團(tuán)上沾了些小顆粒。引力會(huì)把密集的地方越拉越緊，慢慢形成星系團(tuán)，那稀疏的地方呢，物質(zhì)會(huì)被周圍密集區(qū)吸走，慢慢就空了。再加上暗能量一直在推著宇宙加速膨脹，把物質(zhì)往纖維結(jié)構(gòu)里擠，空洞就被越撐越大，成了現(xiàn)在這副模樣。暗物質(zhì)在這里也很關(guān)鍵，它像宇宙的隱形骨架，空洞大概就是這骨架最稀疏的地方。
有幾個(gè)超級(jí)空洞特別讓人吃驚。波江座空洞直徑13億光年，大到能裝下1000個(gè)普通空洞，里面別說(shuō)星系了，連暗物質(zhì)都幾乎沒(méi)有。天文學(xué)家測(cè)它的微波背景輻射，發(fā)現(xiàn)溫度比周圍低不少，這直接挑戰(zhàn)了宇宙物質(zhì)分布差不多均勻的老想法。我們銀河系其實(shí)就在一個(gè)叫本地空洞的邊上，這個(gè)空洞直徑10億光年，物質(zhì)密度只有宇宙平均水平的五分之一。別覺(jué)得這是壞事，正因?yàn)樵谟钪娼紖^(qū)，遠(yuǎn)離星系密集區(qū)的超新星爆發(fā)，地球才安穩(wěn)了幾十億年，才有機(jī)會(huì)慢慢演化出生命。

這些空洞的存在，讓天文學(xué)家重新思考很多問(wèn)題。測(cè)哈勃常數(shù)時(shí)發(fā)現(xiàn)，空洞里的空間膨脹速度比密集區(qū)快10%，這讓不同方法算出的宇宙膨脹率對(duì)不上，成了個(gè)大難題。還有暗物質(zhì)，空洞里殘余的引力效應(yīng)，暗示它可能和普通物質(zhì)有我們不知道的互動(dòng)。有人甚至聯(lián)系到費(fèi)米悖論，宇宙里星球那么多，為啥沒(méi)收到外星信號(hào)？或許空洞就像一道道墻，把各個(gè)文明隔開(kāi)了，大家都困在自己的小圈子里。
現(xiàn)在科學(xué)家正想各種辦法研究這些空洞。詹姆斯·韋伯望遠(yuǎn)鏡、歐幾里得衛(wèi)星在畫(huà)暗物質(zhì)的分布圖，中國(guó)的天籟射電陣列用快速射電暴當(dāng)探針，看看空洞里的物質(zhì)怎么波動(dòng)。還有人用量子引力模擬，猜這些空洞是不是早期宇宙相變留下的痕跡，甚至可能是高維空間的投影。