牧夫座空洞：一個(gè)本該有2000星系個(gè)的地方，現(xiàn)在只剩下60個(gè)

一個(gè)本該有2000個(gè)星系的地方，現(xiàn)在只剩下60個(gè)，剩下的所有星系都憑空消失了，這不是科幻電影，這是天文學(xué)家在1981年真實(shí)發(fā)現(xiàn)的牧夫座空洞。

直徑 3.3 億光年，相當(dāng)于 3300 個(gè)銀河系并排的寬度，按宇宙平均星系密度算，這片區(qū)域至少應(yīng)該擠著 2000 個(gè)大大小小的星系，可幾十年觀測(cè)下來(lái)，人類(lèi)只在里面找到了 60 個(gè)稀稀拉拉的矮星系，密度還不到正常宇宙的 3%。

就像一座能坐十萬(wàn)人的巨型體育場(chǎng)，只坐了 60 個(gè)人，剩下的位置全是空的，安靜到能聽(tīng)見(jiàn)自己的呼吸，更詭異的是，這 60 個(gè)星系還不是均勻分布，它們歪歪扭扭排成一條細(xì)管，像一根穿珠子的線，橫穿整個(gè)空洞，除此之外，四周全是無(wú)邊無(wú)際的黑暗。

剛發(fā)現(xiàn)它的時(shí)候，天文學(xué)界集體懵了。沒(méi)人能解釋為什么宇宙里會(huì)有這么大一塊 “真空地帶”，仿佛有人把這片區(qū)域的星系全挖走了，只留下一片絕對(duì)的虛無(wú)。有人叫它 “宇宙大空洞”，有人叫它 “宇宙最空曠的禁區(qū)”，甚至有人說(shuō)，這就是宇宙的邊界。

今天就把這片藏在牧夫座方向的宇宙虛空徹底講透：它到底空到什么程度？

為什么會(huì)憑空出現(xiàn)這么大一片空洞？

真的是外星文明清空了這片區(qū)域嗎？

事情要從1981年說(shuō)起，當(dāng)時(shí)美國(guó)天文學(xué)家羅伯特?科什納帶著團(tuán)隊(duì)，在做宇宙紅移巡天，說(shuō)白了就是一邊掃天空，一邊測(cè)每個(gè)星系的距離，給宇宙畫(huà)三維地圖。 掃到牧夫座方向的時(shí)候，怪事發(fā)生了。

近處遠(yuǎn)處都有星系，唯獨(dú)中間 7 億光年左右的深度，整整 3 億光年的跨度，星系數(shù)量突然斷崖式下跌，數(shù)據(jù)直接斷了層，團(tuán)隊(duì)第一反應(yīng)是儀器壞了，要么就是這片天區(qū)被星際塵埃擋住了，他們反復(fù)校準(zhǔn)望遠(yuǎn)鏡，換了不同的觀測(cè)波段，甚至換了別的天文臺(tái)設(shè)備交叉驗(yàn)證，結(jié)果全都一樣，那里不是被擋住了，是真的幾乎什么都沒(méi)有。

這個(gè)結(jié)果炸了整個(gè)天文圈，在此之前，人類(lèi)也發(fā)現(xiàn)過(guò)一些小型空洞，直徑幾百萬(wàn)、上千萬(wàn)光年，大家都覺(jué)得很正常，宇宙本來(lái)就有密有疏，可牧夫座空洞直接把尺度干到了 3.3 億光年，大到離譜，完全超出了當(dāng)時(shí)的宇宙結(jié)構(gòu)模型預(yù)期。

有人甚至開(kāi)玩笑說(shuō)：我們對(duì)宇宙結(jié)構(gòu)的認(rèn)知，在牧夫座這里破了個(gè)大洞。

它到底空到什么程度？

如果把太陽(yáng)系挪到牧夫座的正中心，人類(lèi)直到 20 世紀(jì)，都不會(huì)知道宇宙里還有其他星系，最近的星系都在幾千萬(wàn)光年之外，肉眼完全看不見(jiàn)，普通望遠(yuǎn)鏡也看不到，我們抬頭看天，除了銀河系自己的星星，外面全是漆黑一片，永遠(yuǎn)不會(huì)知道銀河之外還有更廣闊的宇宙，不會(huì)有哈勃定律，不會(huì)知道宇宙在膨脹，更不會(huì)有大爆炸理論。

對(duì)天文學(xué)來(lái)說(shuō)，這是最絕望的事，你住在宇宙的荒郊野外，四周全是黑的，永遠(yuǎn)看不到外面的世界，永遠(yuǎn)搞不懂宇宙是什么樣的，第三個(gè)比方，和人口密度比，正常宇宙里，平均每立方百萬(wàn)光年，大概有 2 到 3 個(gè)星系。

牧夫座空洞里，平均每立方百萬(wàn)光年，只有不到 0.06 個(gè)星系。 相當(dāng)于正常城市每平方公里住一萬(wàn)人，這里每平方公里只住 3 個(gè)人，還散落在各個(gè)角落，一輩子都碰不上鄰居，說(shuō)它是宇宙里的無(wú)人區(qū)、撒哈拉沙漠，都算夸它熱鬧了。

這么大一片空洞，到底是怎么來(lái)的？真的是高級(jí)文明清空了這片區(qū)域嗎？

當(dāng)然不是。

牧夫座空洞的形成，不僅不神秘，反而是宇宙演化的必然結(jié)果，現(xiàn)在主流的宇宙大尺度結(jié)構(gòu)理論，有個(gè)很形象的名字，叫 “宇宙泡沫”，也叫 “宇宙海綿”， 你把宇宙放大到億光年的尺度去看，它長(zhǎng)得就像一堆擠在一起的肥皂泡。

泡泡的壁，是物質(zhì)聚集的地方，星系、星系團(tuán)、超星系團(tuán)、宇宙長(zhǎng)城，都沿著這些壁分布，密密麻麻全是天體；泡泡的內(nèi)部，就是空洞，物質(zhì)極少，幾乎空無(wú)一物。

為什么會(huì)變成這樣？

道理特別簡(jiǎn)單：引力。

宇宙大爆炸之后，物質(zhì)不是完全均勻分布的，總有地方密度稍微高一點(diǎn)，有的地方稍微低一點(diǎn)。 密度高的地方，引力就強(qiáng)，會(huì)把周?chē)奈镔|(zhì)都吸過(guò)來(lái)；密度低的地方，留不住物質(zhì)，慢慢就被抽空了。 就像吹肥皂泡一樣，物質(zhì)都跑到泡泡壁上去了，中間自然就空了。

一開(kāi)始只有很多小空洞，直徑幾百萬(wàn)、幾千萬(wàn)光年，就像很多小肥皂泡。隨著宇宙膨脹，小空洞慢慢互相靠近、合并，就像兩個(gè)小泡泡合成一個(gè)大泡泡，空洞就越來(lái)越大。 牧夫座空洞，就是這么來(lái)的。

學(xué)界普遍認(rèn)為，它是十幾個(gè)甚至幾十個(gè)小空洞，在 100 多億年的時(shí)間里慢慢合并而成的，所以才會(huì)這么大，這么圓。里面那條細(xì)細(xì)的管狀星系帶，就是兩個(gè)空洞合并時(shí)，沒(méi)被完全扯碎的星系壁殘留下來(lái)的痕跡。

說(shuō)白了，它不是被誰(shuí)挖空的，是宇宙演化中自然形成的 “空隙”，就像海綿里的氣孔、面包里的氣泡，再正常不過(guò)。 而且牧夫座空洞也不是最大的。后來(lái)人類(lèi)又發(fā)現(xiàn)了更大的空洞，比如波江座空洞，直徑能到 10 億光年，還有對(duì)應(yīng)宇宙微波背景冷斑的超級(jí)空洞。只是牧夫座發(fā)現(xiàn)得早，名氣最大，最有代表性，才成了 “宇宙虛空” 的代名詞。

說(shuō)到這，就得辟幾個(gè)網(wǎng)上流傳很廣的謠言了，別再被營(yíng)銷(xiāo)號(hào)騙了，第一個(gè)謠言：牧夫座空洞是宇宙墻，是宇宙的邊界。

純胡說(shuō)八道。

“宇宙墻” 就是早年?duì)I銷(xiāo)號(hào)編出來(lái)的概念，科學(xué)界根本沒(méi)有這個(gè)說(shuō)法，牧夫座空洞就是一片低密度區(qū)域，和我們之間沒(méi)有任何 “墻”，它的另一邊還是正常的宇宙，還有更多的星系和空洞，和宇宙邊界沒(méi)有半毛錢(qián)關(guān)系。

第二個(gè)謠言：里面的星系都被高級(jí)文明清空了，是戴森球文明吸干了星光。

也不對(duì)。

如果真有文明能清空幾億光年范圍的星系，那已經(jīng)是宇宙級(jí)的文明了，不可能不留任何痕跡。 而且我們?cè)诳斩蠢镎业降?60 個(gè)星系都很正常，沒(méi)有被戴森球包裹的跡象，說(shuō)白了，這就是自然形成的宇宙結(jié)構(gòu)，和外星文明沒(méi)關(guān)系。

第三個(gè)謠言：牧夫座空洞里什么都沒(méi)有，連原子都沒(méi)有。

也不準(zhǔn)確。

它空的是恒星、星系這些發(fā)光的天體，不是完全空無(wú)一物。 牧夫座空洞里依然有稀薄的氣體、暗物質(zhì)，還有遍布全宇宙的微波背景輻射。它的物質(zhì)密度大概只有正常區(qū)域的十分之一，不是零。只是這些氣體太稀薄，又不會(huì)發(fā)光，我們看不見(jiàn)而已。

每次聊到宇宙大尺度結(jié)構(gòu)，我都一種極致渺小的感覺(jué)，我們生活的地球，在太陽(yáng)系里像一粒灰塵，太陽(yáng)系在銀河系里，像沙漠里的一粒沙，銀河系在宇宙里，連泡沫壁上的一個(gè)斑點(diǎn)都算不上。

而牧夫座空洞這樣的虛空，動(dòng)輒幾億光年，里面空無(wú)一物，和這些尺度比起來(lái)，人的一生，人類(lèi)的文明，所有的愛(ài)恨情仇、得失榮辱，都短得像一眨眼，輕得像一粒塵埃，我們糾結(jié)的很多煩惱，放在幾億光年的虛空面前，根本不值一提。