新研究证实：我们生活在宇宙最大空洞里

一项新研究显示，地球和银河系生活在宇宙荒漠中，这片空间区域几乎没有其他星系、恒星和行星。

这些发现证实了2013年一项基于观测的研究结果。那项研究表明，地球所在的银河系是所谓宇宙空洞的一部分。这些空洞是宇宙大尺度结构的组成部分，看起来有点像瑞士奶酪，由包含大量星系的致密纤维网络构成，周围是相对空旷的区域。

包含银河系的这个宇宙空洞被称为KBC空洞，以2013年研究中识别它的三位天文学家Keenan、Barger和Cowie命名。根据研究，它是有史以来观测到的最大宇宙空洞，约为平均空洞大小的7倍，半径约10亿光年。

KBC空洞呈球形，被星系、恒星和其他物质的外壳包围。威斯康星大学麦迪逊分校观测宇宙学家Amy Barger参与了两项研究，她在大学声明中表示，新研究显示，根据额外的观测数据，这个KBC空洞模型没有被排除。

Barger的本科生Benjamin Hoscheit领导了这项研究，并于6月6日在德克萨斯州奥斯汀举行的美国天文学会会议上介绍了他们的工作。

Hoscheit寻找一种有效方法来验证2013年研究的结果，但时间更短。那项工作由Ryan Keenan领导，他当时是Barger在夏威夷大学的博士生。

Keenan的工作使用星系目录测量宇宙不同区域的密度，而Hoscheit使用一种叫运动学萨尼亚耶夫-泽尔多维奇效应的测量方法来验证这项工作，该方法测量宇宙网络中星系团的运动。

这种kSZ效应观察来自宇宙微波背景辐射的光子，或者说是宇宙演化早期阶段留下的光。当遥远的CMB光子穿过星系团时，光子的能量会发生偏移。Hoscheit说，这种能量偏移显示了星系团如何移动。

存在于宇宙空洞中的星系团应该被引力更强的区域吸引。Hoscheit说，这会体现在这些星系团穿过空间的速度上。但他说，如果星系团移动得比预期慢，那么也许需要重新思考之前研究的结论。然而，Hoscheit补充说，星系团的kSZ效应与2013年研究一致。

宇宙的大尺度结构像是一个巨大的三维网络。致密的纤维状区域包含数千个星系，它们聚集在引力强的地方。这些纤维围绕着空洞，空洞内部的物质要少得多。

KBC空洞的存在并不违反我们对宇宙的理解。宇宙学家已经知道空洞的存在有几十年了。但KBC空洞的规模确实不同寻常。它比典型的宇宙空洞大得多，这使得它成为一个值得研究的有趣对象。

生活在这样一个空洞中可能会影响我们对宇宙膨胀速率的测量。一些科学家认为，我们在空洞中的位置可能解释了为什么不同测量方法得出的宇宙膨胀速率存在差异。这个问题被称为哈勃常数危机。

如果银河系确实位于一个巨大的低密度区域，那么从地球上观测到的宇宙膨胀可能看起来比实际情况更快。这是因为周围物质较少意味着引力较弱，而引力较弱会让膨胀看起来更快。

Barger和她的团队使用kSZ效应是一个聪明的方法。这种效应提供了一种独立的方式来验证早期的发现，而不依赖相同类型的数据。两种不同的方法得出相同的结论，这增强了我们对KBC空洞真实存在的信心。

研究团队计划继续收集更多数据来完善他们对这个空洞的理解。他们想更精确地测量空洞的边界，并更好地了解它的形状和结构。这将帮助科学家理解这些巨大的宇宙结构是如何形成的，以及它们如何随时间演化。

知道我们生活在宇宙空洞中并不会改变日常生活，但它确实改变了我们对自己在宇宙中位置的理解。我们不仅生活在一个普通的星系中，这个星系还位于一个巨大的空旷区域。这提醒我们，宇宙在各种尺度上都充满了结构和变化。

（示意图）