家人们,咱们常常仰望星空,觉得那繁星点点、璀璨星河就是宇宙的全貌了。但实际上,这里面藏着个让人惊讶的事实 —— 人类看到的这 2 万亿个星系,满打满算,仅仅只占宇宙的 5%。剩下那足足 95% 的部分,居然都是宇宙空洞!是不是感觉有点颠覆认知?别急,今天咱就好好唠唠这事儿。
当夜幕降临,咱抬头望向天空,看到的星空确实美得让人陶醉。可哈勃望远镜和韦伯望远镜经过巡天观测后告诉我们,宇宙远没有看上去那么 “充实”。咱们眼中那些数不清的星系、恒星,在整个宇宙的大舞台上,仅仅只是一些小小的点缀罢了。真正占据宇宙主流的,是那广袤无垠、几乎啥都没有的虚空,也就是宇宙空洞。打个比方,宇宙就像一包薯片,从外面看满满当当的,可打开才发现,里面大部分都是空气,那些薯片就如同我们看到的星系,只占了很小一部分空间。
天文学家通过哈勃和韦伯拍摄到的宇宙深空场,仔细研究后预计,在直径 930 亿光年的可观测宇宙范围内,至少存在 2 万亿个星系。从照片上看,这些星系分布得似乎挺均匀,基本都遵循各向同性原理。啥意思呢?就是说不管你朝着宇宙的哪个方向进行长时间曝光观测,最后看到的星系数量都差不多。但要是把观测范围一下子扩大到百亿光年,从宇宙微波背景辐射图上再去看,那景象可就完全不一样了。在这么大的尺度下,星系们已经没办法布满整个宇宙空间了,它们会像抱团取暖一样,聚集在一起,然后彼此之间还会延伸出由星系构成的细丝,这种奇特的结构被称为宇宙长城,长度常常能达到百亿光年左右。而超新星团呢,则像是宇宙长城之间的一个个关键节点。当大量的超星系团节点和宇宙长城相互连接起来,宇宙中的星系们就构成了一种网状结构,而网中间那些空荡荡的部分,就是宇宙空洞,也有人把它们叫做超级空洞。
那这些宇宙空洞到底是怎么形成的呢?目前的宇宙学理论认为,这是在引力的作用下自然而然发生的。星系们的质量有限,没办法把整个宇宙空间都填满,剩下的大部分空间就只能由暗物质和暗能量来 “接手” 了。可这暗物质和暗能量又很 “高冷”,基本不跟其他物质发生啥相互作用,所以就只能以一种我们看不见的空洞形式存在于宇宙中。咱再拿现实生活中的例子来说明一下,地球上的空气,每立方厘米的范围内大概有 10 的 19 次方个原子,而到了太空中,物质密度就变得非常低了,每立方厘米可能就只有几个原子。但宇宙空洞的物质密度更低,只有太空的十分之一,简直就是太空里的 “超级空旷地带”。想象一下,宇宙空洞的范围动不动就是几百万光年甚至数亿光年那么大,如果银河系不巧位于某个空洞内部的话,天文学家推测,人类可能到今天都还没发现其他星系的存在呢。
1981 年,天文学家发现了牧夫座空洞,这可是个直径达到 3.3 亿光年的巨大虚空区域。它里面虽然也有星系,但分布密度比空洞外面稀疏了上百倍。所以在宇宙微波背景辐射图上,牧夫座空洞会呈现出蓝色斑点结构。为啥是蓝色呢?因为这里面星系少啊,辐射也就少,而那些星系多的地方在图上就会显示为红色斑点。目前,宇宙中已知最大的冷斑,在微波背景辐射图的右下角,它有个名字叫 CMB,也被叫做法尔南德斯超级空洞。这个超级空洞的直径更是大得惊人,足足有 13 亿光年。这么大的范围,放在整个可观测宇宙里都相当显眼。也正因如此,不少天文学家都觉得,CMB 里面可能存在大量的暗物质和暗能量,对于生命来说,这里就是个 “禁地”。
你看啊,宇宙中的空洞就好像是无边无际的海洋,而星系们则像是海洋里的一座座岛屿。生命和文明就在这些星系 “岛屿” 上诞生、发展。但仔细想想,这些空洞的存在似乎还有一个特殊的作用,那就是把各个星系隔离开来。这会不会就是费米悖论的答案之一呢?所谓费米悖论,简单来说就是从理论上讲,宇宙中应该存在大量的外星文明,可为啥我们到现在都还没发现它们的踪迹呢?也许就是因为这广袤的宇宙空洞,让各个文明之间难以跨越如此遥远的距离进行交流。
家人们,宇宙的奥秘真是无穷无尽。我们以为自己对宇宙已经有了不少了解,可实际上,我们看到的仅仅只是冰山一角。这 5% 的可见星系和 95% 的宇宙空洞,共同构成了这个神秘而又充满魅力的宇宙。咱们人类在探索宇宙的道路上,还有很长很长的路要走。每一次对宇宙的新发现,都像是为我们打开了一扇通往新世界的大门,让我们看到更多未知的精彩。希望大家都能对宇宙保持这份好奇,说不定哪天,我们就能揭开更多关于宇宙的神秘面纱。
好啦,今天关于宇宙空洞的分享就到这儿啦。记得用你发财的小手点赞关注,往后我会给大家带来更多有趣的宇宙知识,祝点赞关注的家人们都能发大财哟!