參考消息網(wǎng)6月21日報道美國《大眾機(jī)械》月刊網(wǎng)站6月7日發(fā)表題為《宇宙大部分是真空——下面談?wù)勀欠N空無最終將如何吞噬所有空間》的文章，作者是紐約州立大學(xué)斯托尼布魯克分校高級計算科學(xué)研究所理論宇宙學(xué)家保羅·薩特，文章編譯如下：

宇宙深處有黑暗的地方，跨過數(shù)億光年的浩瀚空寂，除了游離的氫原子或少量輻射，空空蕩蕩。它們就是宇宙空洞，而且有朝一日會逐步消耗掉整個宇宙。

【資料圖】

要理解宇宙空洞，我們首先必須找到恰當(dāng)?shù)囊暯?。做到這一點(diǎn)，我們需要將視野拉到太陽系以外，銀河系以外，甚至是構(gòu)成我們宇宙鄰域的所有星系團(tuán)以外。我們需要拉遠(yuǎn)鏡頭，讓全部星系——每個星系都有數(shù)億顆恒星——都變成不過是微小的光點(diǎn)。

按照這些真正的宇宙學(xué)規(guī)模，我們看到一個令人驚訝的結(jié)構(gòu)在形成。我們宇宙中的星系并非如餐桌上的鹽粒那樣隨意灑落。相反，它們構(gòu)成自然界中發(fā)現(xiàn)的最大圖案。我們看到密集的星團(tuán)，包含著數(shù)以千計的星系，還有細(xì)長的星鏈連接著那些星團(tuán)。這些星鏈仿佛綿延在星團(tuán)之間的漫長公路，串連著數(shù)以千計的星系。我們看到這些星鏈交織在一起，形成巨大而寬闊的星系墻。

我們把這種浩瀚叫作“宇宙網(wǎng)”。與你的身體由極小的細(xì)胞組成差不多，它是由星系組成。但是，這個比喻只能到此為止；要制作一個適當(dāng)?shù)挠钪婢W(wǎng)比例模型，你的身體細(xì)胞必須是實際的100萬分之一。

雖然宇宙網(wǎng)的恒星和星系光芒耀眼，但是那些星體僅僅界定了宇宙主宰的邊界：期間的空洞地區(qū)。這些宇宙空洞最早是上世紀(jì)80年代初發(fā)現(xiàn)的，主導(dǎo)著宇宙的體積。換言之，我們的宇宙，大部分完全是空的。

如果搜尋得足夠仔細(xì)，可以在宇宙空洞中發(fā)現(xiàn)散落的又小又暗的矮星系，當(dāng)然還有始終存在、清湯般充斥著宇宙的輻射與顆粒。但是，空洞是完全空的，沒有任何有意義的結(jié)構(gòu)或物質(zhì)聚集。

空洞的種子是在宇宙形成的最初時刻種下的，甚至早于第一批恒星和星系出現(xiàn)以前。數(shù)十億年前，宇宙中的物質(zhì)幾乎是完全統(tǒng)一的，沒有因地而異；但是，存在微小、隨機(jī)的微觀差異。不同地方的物質(zhì)差異僅為百萬分之一。

隨著宇宙的年齡增長，那些差異也在加大。引力是一種極其微弱的力，但是卻非常持久，極具耐心。宇宙中具有如此微弱物質(zhì)優(yōu)勢的區(qū)域也具有稍稍強(qiáng)一點(diǎn)的引力。這就導(dǎo)致更多物質(zhì)被吸向那一片區(qū)域，掏空周圍區(qū)域。隨著越來越多的物質(zhì)積聚，引力變強(qiáng)。經(jīng)過數(shù)億年時間，宇宙網(wǎng)開始出現(xiàn)：起先是小團(tuán)塊，形成最早的恒星；然后，小星系出現(xiàn)、合并，爾后形成大星系團(tuán)、絲狀物和星系墻。

正如富人越來越富，窮人則越來越窮。宇宙空洞開始只是本應(yīng)平滑而協(xié)調(diào)的結(jié)構(gòu)中的小泡沫凹坑。但是，隨著宇宙網(wǎng)的擴(kuò)大，空洞也在擴(kuò)大，它們的所有物質(zhì)都沖進(jìn)了大型明亮結(jié)構(gòu)的引力懷抱。如今，空洞占宇宙體積的80%以上，可是所包含的物質(zhì)卻不到宇宙物質(zhì)總量的十分之一。

宇宙空洞是宇宙物質(zhì)分布中的洞穴，就像瑞士奶酪的小洞或蜘蛛網(wǎng)上的縫隙一樣。它們空無一物，包括正常的物質(zhì)和暗物質(zhì)。

然而，那種空虛賦予了它們一種秘密力量。上世紀(jì)90年代，兩組天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)：宇宙的膨脹在加速；我們的宇宙每天都在變得越來越大——而且速度也越來越快。我們曾經(jīng)以為能觀測到相反的情況：在不斷膨脹的宇宙中，宇宙中所有物質(zhì)的引力應(yīng)當(dāng)溫和地放慢那種膨脹速度，而不是加速。過去四分之一世紀(jì)的多項實驗證實：加速膨脹有一個專名，我們稱之為暗能量。

簡言之，我們不知道暗能量是什么。但是，我們懷疑這種神秘的加速膨脹是時空本身的真空的一個特性。換言之，暗能量構(gòu)建在宇宙的本身構(gòu)造之中，它正在引起宇宙全面加速膨脹。但是，我們沒感覺到那種加速膨脹。地球沒有擴(kuò)大，太陽系沒有擴(kuò)大，銀河系沒有擴(kuò)大，甚至我們所處的宇宙環(huán)境也沒有擴(kuò)大。

那是因為我們這片宇宙充滿了物質(zhì)——恒星、氣體、塵埃、人。那些物質(zhì)全部都有引力，完全戰(zhàn)勝了暗能量的加速作用。

但是，空洞不是這樣?？斩词强盏?，那是其定義。沒有恒星、氣體、塵?；蛉恕？斩磧?nèi)什么也沒有，無法抵消暗能量的作用。因此空洞不斷增長，加速膨脹。它們確實在推動周圍的絲狀物和星系墻，在追求不斷的膨脹中把物質(zhì)從自身趕走。

再過大約100億至200億年，宇宙網(wǎng)及其星系、絲狀物和星系墻的榮耀將消失散去。首先，隨著周圍的空洞把它們擠出去，絲狀物將自行拉開。然后，星系墻將消失。星系團(tuán)將繼續(xù)存在，但是每一個都會變成一個宇宙島，實際上孤零零地存在于一片茫?？諢o之中。

可是，在此之前，我們有大量工作要做。雖然暗能量滲透著每一寸時空，但是它只在空洞中顯現(xiàn)。因此，如果我們想研究這種決定宇宙未來的神秘力量，那么我們就不能探究星系或星團(tuán)的內(nèi)部。它們的內(nèi)部引力實在太強(qiáng)，沖走了暗能量的影響。相反，我們必須探究空洞的內(nèi)部。

空洞是我們理解暗能量的關(guān)鍵所在。它們在宇宙時間里的生長、它們的形狀、它們的數(shù)量以及它們的特性告訴我們關(guān)于暗能量的力量與歷史。如果說暗能量具有不同的力量或不同的進(jìn)化，那么它將首先在空洞中展現(xiàn)。天體物理學(xué)家已經(jīng)開始繪制盡可能多的宇宙空洞圖，將它們的特征和特點(diǎn)與我們的理論估計進(jìn)行比較。研究人員希望這些廣泛的研究能夠梳理出暗能量的微妙之處和知之甚少的特性。

但是，還不止于此。宇宙空洞是宇宙中最大的時間膠囊。數(shù)十億年后，它們根本沒發(fā)生多大變化。星系內(nèi)，恒星生死交替；物質(zhì)離去又重組。星系根本不似年輕的自己。但是，數(shù)十億年前，空洞確實是空的。數(shù)十億年之后的今天，它們?nèi)匀煌耆强盏摹?/p>

很多宇宙奧秘的答案就在宇宙空洞之中：暗能量的性質(zhì)，遠(yuǎn)古宇宙的特性等。因此，或許只有當(dāng)我們凝視深淵時，我們才能獲得最深刻的見解。

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