導語
宇宙中存在一種神秘的結構——空洞，這些空洞內部星系分布稀疏甚至沒有星系存在，被認為是宇宙的基本結構之一。
目前人類已經發現27個宇宙空洞，其中最大的是牧夫座空洞，直徑超過2.5億光年，內部卻只有60個星系，以至於人們在發現牧夫座空洞時，曾被其空蕩蕩的內部嚇到懷疑自己的觀測數據有問題。
那麽牧夫座空洞又有多可怕?
宇宙空洞又是怎麽形成的?
為什麽空洞會缺少星系，又為什麽這空洞的內部幾乎沒有普通物質的存在呢?
宇宙空洞。
空洞是宇宙中的一種區域，內部星系分布非常稀疏，甚至只有中心一個星系，還有一些空洞內部根本沒有星系存在，被科學家們稱為絕對空洞。
這些空洞甚至可以說是真空，絕對沒有普通物質的存在，可以在宇宙中隨便找一個區域，裏面可能就是宇宙空洞。
這些空洞的直徑非常大，可以是幾百萬光年，甚至上千萬光年，尺度是非常之大，可以占據整個可觀測宇宙的十分之一，空洞的存在讓人覺得它們無處不在。
但是這些空洞也不是無處不生的，而是分布有規律的，不是隨處都有，而是和星系團、超星系團等更大尺度結構一樣，也是在宇宙中有一定的空間分布規律。
關於空洞還有一個重要的特性，那就是空洞的出現並不是因為普通物質無法填充宇宙導致的。
根據宇宙學模型的預言，空洞的出現其實是因為空洞內部的暗物質的存在，可以這麽說，是暗物質填滿了這些區域，才導致它們被認為是空洞，因為暗物質根本不可能被目前的技術探測到，只能透過普通物質對暗物質的影響做出來。
宇宙空洞的存在無疑讓宇宙變得更加神秘，因為宇宙空洞的存在，對宇宙的研究工作無疑增加了更多的難度。
但是讓我們可以慰籍的是，空洞並不是宇宙中唯一的一種結構，而是宇宙的基本結構之一，可以說是和普通物質的星系一樣是構成宇宙的基本組成部份。
在科學家對空洞的研究中，最為迷人的當屬牧夫座空洞了。
牧夫座空洞的直徑超過2.5億光年，內部卻只有60個星系，這個空洞最令人吃驚的原因是什麽，讓我們來了解一下。
空洞的發現。
牧夫座空洞是在50年代由美國天文學家吉恩格奧爾德賽爾發現的。
他使用當時可以觀測最遠天體的紅移方法來探測宇宙空洞，而這也是第一次成功地對空洞進行探測。
在他的觀測中，他發現一些不能和周圍星系團結構連線起來的星系，就像拋物線一樣從星系團中心飛出去，而這些星系還會逐漸變得稀疏。
格奧爾並沒有認真思考這種現象的原因，直到1981年，他的朋友神經物理學家瓦西裏謝帕莫在對格奧爾的數據進行分析後，告訴他這些星系的分布很有規律。
在格奧爾的數據中，只有五個空洞是符合謝帕莫所說的規律，對於這些空洞他們便專門進行研究，並在空洞的中心附近放置了一些重力透鏡，希望能夠找到在空洞中心的透鏡，從而證明空洞的存在。
雖然研究沒有得到成果，但是謝帕莫的研究方法給格奧爾帶來了一些啟示，兩人繼續合作研究空洞的探測方法，最終在一年後找到了第一個空洞——巨蟹座空洞。
此後，格奧爾開始利用相機照片上的數據來探測空洞，發現了另外兩個空洞，而他的學生肯布雷恩也發現了兩個空洞。
在1989年，謝帕莫又發現了四個空洞，這就是第一個與人類有真正聯系的空洞檢測記錄。
在空洞的研究中，最令人印象最深的就是牧夫座空洞。
這個空洞在1991年被美國天文學家馬格麗特甘德朗發現，其直徑超過2.5億光年，內部只有60個星系。
在甘德朗發現它的時候，甚至懷疑自己的觀測數據有問題，因為當時檢測手段非常簡陋，只能透過地面望遠鏡進行觀測。
但是隨後美國天文學家樣建巴瑞等人又使用太空望遠鏡對這個區域進行了觀察，最終證實了這個巨大的空洞的存在。
數據顯示，牧夫座空洞內部的星系分布極其稀疏，有一部份區域甚至沒有星系存在，這讓人們非常地吃驚。
然而，就當人們以為牧夫座空洞內真的空無一物時，後續觀測卻發現了一些微弱的星系，是這些星系在填補空洞內部的真空。
這些星系非常暗淡，難以探測，所以對它們的觀測數據一直都是一片模糊。
而銀河星系，距離地球有幾百萬光年，也被認為是牧夫座空洞的補充，但是這個說法也存在爭議，因為銀河星系並不是在空洞內部。
然而，即便有了這些補充，牧夫座空洞的確還是空無一物，盡管內部有60個星系，但是和宇宙其他地方相比，也幾乎是真空了。
那麽，空洞是怎麽形成的?
既然空洞的形成是因為暗物質的存在，那麽暗物質是怎麽填的呢?
暗物質填充空洞。
暗物質是一種在宇宙中只和普通物質透過重力作用相互作用的物質，因為這種物質根本無法被目前的技術探測到，所以人們對它的了解也是非常有限的。
在宇宙大爆炸後，宇宙中普通物質快速擴散，形成了大爆炸遺跡。
然而，普通物質受到重力作用，會逐漸聚集，形成星系，如果普通物質真的無法填滿某個區域，那麽這個區域就會有非常明顯的宇宙大爆炸遺跡。
人類對宇宙的大爆炸遺跡進行觀測，發現它們存在一個很明顯的現象——透過高能輻射觀測，可以看到宇宙空洞的邊緣有一圈發光的邊界，這是因為普通物質在和暗物質的相互作用中獲得了高能量，產生了高能輻射。
牧夫座空洞的特殊。
暗物質在填充空洞的過程中扮演著重要的角色。
由於暗物質無法被探測，所以人們對它的了解也非常有限，但是暗物質在填充空洞的過程中，卻展現出非常強大的力量。
宇宙中普通物質和暗物質的比例是5:1，普通物質占據絕對優勢。
宇宙中的物質之所以有這樣的分布，是因為宇宙大爆炸後，物質在輻射的作用下，逐漸冷卻凝結，普通物質在冷卻凝結後，可以和其他物質不斷碰撞，形成星系。
但是隨著時間的流逝，宇宙中的物質的活動會變得慢下來，普通物質和流體一樣，會形成細小的結構。
然而，普通物質經過構建後，原子核會和電子結合，逐漸變得穩定。
而未結合的原子核則會和電子結合，也就是形成電中性，電中性的原子核不會和電磁波有相互作用，所以無法被探測到。
暗物質則不同，它在形成後，並不會和別的物質相互作用，所以非常難被探測，所以我們幾乎對它一無所知，暗物質只和普通物質透過重力作用相互作用，並且在其他方面和普通物質沒有什麽不同。
普通物質在和別的物質碰撞後，可以產生宇宙大爆炸遺跡，而暗物質幾乎不會產生這樣的遺跡。
經過這些原子核的碰撞，普通物質的活動穩定下來，都不斷進行重復碰撞。
暗物質則在某些區域稀薄，所以可能和星系團相互作用，被重力作用逐漸聚集後，就會形成暗物質的區域。
牧夫座空洞就是一個這樣的例子。
暗物質在這個區域非常稀薄，所以非常容易被重力作用逐漸聚集，最終形成暗物質空洞。
在空洞內還有一些弱光源，但是這些光源很弱，只能證明它們是星系，但並不能證明它們具體的位置。
在這個空洞內還有三個星系團，分別是鐮刀星系團、白羊星系團和波江銀河星系團，正是因為有這些星系團的存在，所以人們才對這個空洞產生了興趣。
然而，在進行觀測後，並沒有在空洞內部發現明顯的星系團結構，所以人們當時並沒有對這個空洞給出明確的結論。
牧夫座空洞的出現是因為暗物質在空洞內部的局部區域聚集，形成了空洞，所以人們才會將宇宙空洞的出現歸因於暗物質的存在。
結語
宇宙中有許多的奧秘等待人類去解開，空洞的出現無疑會讓每個人對宇宙的奧秘感到興趣。
然而，空洞的出現也讓人們對暗物質的研究產生更多的興趣，暗物質對於人類來說是一個巨大的謎團，探索這個謎團，將會對我們的未來產生很大的意義。
