網友：在宇宙大爆炸之後，星系應當被均勻地分散在宇宙當中，那是什麼造成了宇宙空洞呢？

回答：在宇宙大爆炸之後，根本就沒有星系。只有非常均勻的物質和很小密度的波動。

因此在一些地方，物質密度稍大一些，而在其他地方，密度小一些。具有大密度的區域，擁有更大的引力，使它們聚集的更多。相反地，小密度的區域，引力越小，聚集的也越少。

圖解：以地球為中心，十億光年尺度的宇宙，顯示出本超星系團由許多空洞(紅色字型)和細絲組成。

隨時間流逝，團塊越來越多。它們以特定尺度生長，不僅僅被引力所決定，還由氣體的其他物質特性決定。在宇宙學中，從牛頓的小波動理論開始，有一整套理論致力於此。

結果是團塊在特定尺度上表現了出來。星系生長成特定的大小。星系團也是如此。這種統計分佈可以被分析，被標繪，並和理論預測對比。這就是所謂的“物質功率頻譜。”舉個例子，將各種測量的圖形繪製資料與理論預測對比：

圖解：不討論令人困惑的細節，圖中的橫軸代表各種特徵尺度，而縱軸顯示星系以一個相應距離在彼此之間是否可能出現的可能性。紅色實線代表對標準宇宙理論的預測，而交叉線（資料點與橫縱誤差線）是實際測量值。

所以，宇宙空洞不是充滿暗物質或暗能量。事實上，正如理論所預測的，在我們宇宙的低密度區域中，它們是真正的空洞。

圖解：CMB宇宙掃描。

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宇宙空洞是纖維狀結構（宇宙中最大尺度的結構）間的巨大空間，它包含很少甚至沒有星系。空洞一般有一個10-100兆秒差距的直徑；特別大的空洞，因沒有大量的超星系團存在被定義，有時被叫做超空洞。它們的物質密度平均不到可觀測宇宙的十分之一。第一次在1978年被斯蒂芬·格雷戈裡和萊爾德·A·湯普森在基特峰國家天文臺的開創性研究中發現了它們。

空洞被認為是由大爆炸中重子的聲學振盪、物質坍塌以及壓縮的重子物質的內爆形成的。從早期宇宙中最開始的量子波動小的各向異性開始，隨著時間推移，各向異性在尺度上越來越大。高密度區域在引力作用下坍塌地更快，最終導致了今天所見巨大的、像泡沫的結構，或稱由空洞和星系纖維構成的“宇宙網”。位於高密度環境的空洞比那些位於宇宙中低密度區域的空洞更小。

由於薩克斯-瓦福效應，空洞出現與宇宙微波背景下的可觀測溫度有關。由於引力紅移，越冷的區域與空洞相關，越熱的區域與纖維結構相關。因薩克斯-瓦福效應僅僅在宇宙被暗能量輻射主導時才有意義，所以宇宙空洞的存在對提供暗能量的物理證據具有重要意義。

圖解：物質在宇宙中一個立方區域。藍色纖維結構代表物質（主要為暗物質），中間的空白區域代表宇宙空洞。

圖解：一個43X43X43-兆秒的立方顯示了大尺度結構在一個對數週期內的演變，從紅移30開始到紅移0結束。該模型清楚表明高物質密度區域如何在集體引力作用下收縮，如何在向壁和絲逃離物質的情況下幫助宇宙空洞擴張。

參考資料

1.維基百科全書

2.天文學名詞

3. forbes- Fomalhaut