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天文學家發現了距離地球30億光年有個超級空洞,宇宙空洞並不是指宇宙空間類似於蟲洞的“隧道”,而是黑色的虛無空間。本來宇宙中有空洞並不奇怪,總有一些空間是沒有星系的,但是太過於巨大的空洞,比如直徑長達18億光年的就不好理解了!

空洞真是虛無嗎?

宇宙空洞並不是一定空無一物,只是那片區域沒有光而已,科學界也有這樣的說法,就像人們在夜晚走路只主意路燈所照耀的地方,而忽視了夜幕,人們觀察星空只在乎閃閃的星星而忽視了漆黑的夜空。這說法似乎也過於牽強了,既然稱之為空洞那麼這個區域肯定存在著一些客觀原因,我們先來分析為什麼會有空洞,太過於巨大的空洞能威脅到大爆炸理論嗎?

宇宙超級空洞形成

黑洞說法

在宇宙古老時期,經過大爆炸後有一些區域在引力作用下,形成超級巨型天體,該天體塌縮到一定密度極大時斥力作用產生爆炸,星系外圍物質被爆炸驅散四方,爆炸後引力作用下重新凝聚經過漫長歲月形成黑洞,星系內部物質幾乎被吞噬,外圍物質又被驅散,所以形成宇宙空洞,空洞不空,裡面還有個大黑洞。

可能也會有人疑問,這個巨型星爆炸後,物質都驅散開不也是形成空洞嗎?這無法形成空洞,因為“後面”還有星系。

量子說法

經過大爆炸後的某一時間,量子漲落是個的不確定性,量子所攜帶的能量出現在哪個空間區域,那個空間的密度較大形成的引力也較大,而量子沒有出現的區域密度較小,密度大的空間會吸引密度小的空間物質,最終形成星系,而密度小的空間變成宇宙超級空洞。

就個人而言認為第一種說法比較靠譜,因為量子出現的空間會讓膨脹時間持續更久,並且會擠壓低密度或結束膨脹的區域空間,這樣就無法形成宇宙超級空洞。

微波背景輻射圖與冷斑

宇宙中充滿了背景輻射,誕生於大約138億年前,被稱之為最古老的光。以前用的古老電視機,調節偏離頻道後出現的黑白小雪花影象,產生原因就是背景輻射的影響。

平均溫度為2.7K的光子瀰漫在整個宇宙,有一些區域溫度低得不同尋常,後來科學界把這類區域稱為“冷斑”。科學家在尋找這些冷斑的原因,為何溫度會差距得那麼大,會不會是宇宙超級空洞的ISW效應造成的?

ISW效應:由於空洞物質缺乏而密度較低,引力作用當然要比周邊的高密度區域低,當光穿越宇宙空洞,周圍引力作用讓光線彎曲,如下圖所示,類似於上下坡,這個過程的光速不變,區別在於“上坡”時造成能量的損失,而“下坡”後獲得能量,但獲得的能量小於上坡前的能量。只有暗能量讓宇宙加速膨脹ISW效應才回發生。

宇宙微波背景輻射經過空洞,ISW效應導致溫度差異足可以出現冷斑,因為光經過空洞會造成能量的損失,能量與溫度成正比。

天文學家們開始尋找宇宙超級空洞位置,是否和冷斑的位置重疊,如果完全重疊證明了冷斑就是超級空洞造成的,也證明了暗能量的存在和ISW效應。

然而功夫不負有心人,天文學家在2015年發現了距離地球30億光年的宇宙超級空洞,該空洞直徑大約有18億光年!並且確實與冷斑的位置差不多,當然也不能夠說明兩者的相關性,或許也有巧合的原因。但是經過一番努力計算,發現尺寸差距太大,想要造成這個冷斑需要的空洞還要大2-4倍!差距太懸殊了,所以科學界很多人認為只是位置巧合而已。所以目前沒有任何證據表面冷斑與超級空洞的關聯。

結語

如果超級空洞中密度過低,物質稀疏無法行成形成星體,由於量子漲落導致空間擠壓原因,會顛覆宇宙大爆炸理論。個人認為黑洞說法比較靠譜,畢竟IWS效應只是個猜想而已,超級空洞如下圖所示

至於宇宙微波輻射背景圖冷斑的疑問,也許真的和超級空洞有關,又或者空間彎曲等現象造成的計算比例不對,還待科學深入的探索。

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