為什麼宇宙空无對宇宙學是至關重要的

资深撰稿人 Bruce Dorminey,

Feb 23, 2025, 06:10am EST

SCIENCE

我報導航空航天、天文學並主持宇宙爭議播客。

星系和恆星的背景。GETTY

空時的跨數百萬甚至數十億光年延伸的宇宙空无構成可觀測宇宙的體積的大部分。事實上我們自己的銀河系被認為被一個跨越約 20 億光年的空无包圍。然而這些空无的非常存在也能告訴我們相当一点關於宇宙學的。這包括有關暗能量的性質的細節，巡航宇宙的膨脹来加速的未知的力以及所謂的哈勃紧張，一个就宇宙的膨脹的測量的根本分歧。麻烦是它們也被大大低估。

但在發佈到Arxiv.org在線天體物理學研究存儲庫的一篇論文中，該論文的主要作者、鹽湖城猶他大學天文學教授本傑明·布羅姆利（Benjamin Bromley）和合著者哈佛史密森尼天體物理學家瑪格麗特·蓋勒（Margaret Geller）詳細仿真得出儘管空无的低密度質量但空无在形成宇宙的緻密區域中起一个關鍵角色的结论。

布羅姆利通過電子郵件告訴我，在早期宇宙中，空无作为微小的漣漪中的「槽」始发——密度中的隨機波動。

然而，空无是難来識別的。.

布羅姆利說，那是因為它們不是真空，它们也沒有硬邊缘。他說，我們能容易认识空无為暗斑块，但將一个星系的映射轉換為一个空无目录要用一些能影響这些細節的判斷呼叫。

但空无是它們自己的微型宇宙，但它們不孤立的演变。

布羅姆利說，令人驚訝的是測量它們的属性给出如此多关于其中它們浮現的宇宙信息。他說當我們拥抱空无能提供我們的時它們能在解開宇宙的秘密中起一个重要部分。

宇宙空无的映射。WIKIPEDIA

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甚至如此，空无不僅僅是空的空間。

布羅姆利說，空无已经捐贈了它們始发有的大部分物質给它們周圍更密集的結構。他說，它們包含星系甚至星系團以及宇宙結構的「微型網」，包括空无中的空无。

空无作為暗能量的測試

布羅姆利說，空无假定的包含就像另外各处相同水平的暗能量，这样暗能量推動更快膨脹和物質拉回之間的平衡已经變化——有一个比例更大的暗能量。他說，我們應該看到這反映了空无的內部如何擴張。然後布羅姆利說，我們能問：空无的內部像預期的一样行为吗？

对宇宙之网是本质的

布羅姆利說，因为空无有更小的質量，空无在宇宙的整體膨脹中有更少的引力约束。他說，它們在這些扩张的氣泡中向外推物質移動直到它們碰撞进彼此为止。

空无在哈勃紧張中起什麼角色？

布羅姆利說，一些研究人員擔心我們可能生活在一个宇宙的密脖子下的广袤中這至少是哈勃緊張原因的部分。他說也就是來自宇宙微波背景數據和離家更近的宇宙測量之間推斷的宇宙膨脹率之間的不匹配。

一個高度發達的太空文明能夠穿越如此大的空无嗎？

布羅姆利說，如果翘曲驅動器是可能的我会猜如此。但他指出穿在這些空无上旅行可能類似於在美國西部山間廣闊的開闊高速公路上花費時間一样，在那裡路線能是長且令人謙卑的。

也許最重要的是，空无對星系形成是至關重要的。

布羅姆利說，空的空間以及它的许多是我們如何成的一个本质部分。他說，我們自己的銀河系被從一大塊幾乎空的空間收集物質形成。

底線？

布羅姆利說，隨未來勘测完成，我們發現遙遠空无的網络將生长。他說，需要观望的一件事是，如果我們真的要知道什麼正在發生最大的空无的尺寸解釋某些东西如何成如此巨大存在將是一個挑戰也是一個必要。

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