参考消息网6月21日报道美国《大众机械》月刊网站6月7日发表题为《宇宙大部分是真空——下面谈谈那种空无最终将如何吞噬所有空间》的文章，作者是纽约州立大学斯托尼布鲁克分校高级计算科学研究所理论宇宙学家保罗·萨特，文章编译如下：

(资料图)

宇宙深处有黑暗的地方，跨过数亿光年的浩瀚空寂，除了游离的氢原子或少量辐射，空空荡荡。它们就是宇宙空洞，而且有朝一日会逐步消耗掉整个宇宙。

要理解宇宙空洞，我们首先必须找到恰当的视角。做到这一点，我们需要将视野拉到太阳系以外，银河系以外，甚至是构成我们宇宙邻域的所有星系团以外。我们需要拉远镜头，让全部星系——每个星系都有数亿颗恒星——都变成不过是微小的光点。

按照这些真正的宇宙学规模，我们看到一个令人惊讶的结构在形成。我们宇宙中的星系并非如餐桌上的盐粒那样随意洒落。相反，它们构成自然界中发现的最大图案。我们看到密集的星团，包含着数以千计的星系，还有细长的星链连接着那些星团。这些星链仿佛绵延在星团之间的漫长公路，串连着数以千计的星系。我们看到这些星链交织在一起，形成巨大而宽阔的星系墙。

我们把这种浩瀚叫作“宇宙网”。与你的身体由极小的细胞组成差不多，它是由星系组成。但是，这个比喻只能到此为止；要制作一个适当的宇宙网比例模型，你的身体细胞必须是实际的100万分之一。

虽然宇宙网的恒星和星系光芒耀眼，但是那些星体仅仅界定了宇宙主宰的边界：期间的空洞地区。这些宇宙空洞最早是上世纪80年代初发现的，主导着宇宙的体积。换言之，我们的宇宙，大部分完全是空的。

如果搜寻得足够仔细，可以在宇宙空洞中发现散落的又小又暗的矮星系，当然还有始终存在、清汤般充斥着宇宙的辐射与颗粒。但是，空洞是完全空的，没有任何有意义的结构或物质聚集。

空洞的种子是在宇宙形成的最初时刻种下的，甚至早于第一批恒星和星系出现以前。数十亿年前，宇宙中的物质几乎是完全统一的，没有因地而异；但是，存在微小、随机的微观差异。不同地方的物质差异仅为百万分之一。

随着宇宙的年龄增长，那些差异也在加大。引力是一种极其微弱的力，但是却非常持久，极具耐心。宇宙中具有如此微弱物质优势的区域也具有稍稍强一点的引力。这就导致更多物质被吸向那一片区域，掏空周围区域。随着越来越多的物质积聚，引力变强。经过数亿年时间，宇宙网开始出现：起先是小团块，形成最早的恒星；然后，小星系出现、合并，尔后形成大星系团、丝状物和星系墙。

正如富人越来越富，穷人则越来越穷。宇宙空洞开始只是本应平滑而协调的结构中的小泡沫凹坑。但是，随着宇宙网的扩大，空洞也在扩大，它们的所有物质都冲进了大型明亮结构的引力怀抱。如今，空洞占宇宙体积的80%以上，可是所包含的物质却不到宇宙物质总量的十分之一。

宇宙空洞是宇宙物质分布中的洞穴，就像瑞士奶酪的小洞或蜘蛛网上的缝隙一样。它们空无一物，包括正常的物质和暗物质。

然而，那种空虚赋予了它们一种秘密力量。上世纪90年代，两组天文学家发现：宇宙的膨胀在加速；我们的宇宙每天都在变得越来越大——而且速度也越来越快。我们曾经以为能观测到相反的情况：在不断膨胀的宇宙中，宇宙中所有物质的引力应当温和地放慢那种膨胀速度，而不是加速。过去四分之一世纪的多项实验证实：加速膨胀有一个专名，我们称之为暗能量。

简言之，我们不知道暗能量是什么。但是，我们怀疑这种神秘的加速膨胀是时空本身的真空的一个特性。换言之，暗能量构建在宇宙的本身构造之中，它正在引起宇宙全面加速膨胀。但是，我们没感觉到那种加速膨胀。地球没有扩大，太阳系没有扩大，银河系没有扩大，甚至我们所处的宇宙环境也没有扩大。

那是因为我们这片宇宙充满了物质——恒星、气体、尘埃、人。那些物质全部都有引力，完全战胜了暗能量的加速作用。

但是，空洞不是这样。空洞是空的，那是其定义。没有恒星、气体、尘埃或人。空洞内什么也没有，无法抵消暗能量的作用。因此空洞不断增长，加速膨胀。它们确实在推动周围的丝状物和星系墙，在追求不断的膨胀中把物质从自身赶走。

再过大约100亿至200亿年，宇宙网及其星系、丝状物和星系墙的荣耀将消失散去。首先，随着周围的空洞把它们挤出去，丝状物将自行拉开。然后，星系墙将消失。星系团将继续存在，但是每一个都会变成一个宇宙岛，实际上孤零零地存在于一片茫茫空无之中。

可是，在此之前，我们有大量工作要做。虽然暗能量渗透着每一寸时空，但是它只在空洞中显现。因此，如果我们想研究这种决定宇宙未来的神秘力量，那么我们就不能探究星系或星团的内部。它们的内部引力实在太强，冲走了暗能量的影响。相反，我们必须探究空洞的内部。

空洞是我们理解暗能量的关键所在。它们在宇宙时间里的生长、它们的形状、它们的数量以及它们的特性告诉我们关于暗能量的力量与历史。如果说暗能量具有不同的力量或不同的进化，那么它将首先在空洞中展现。天体物理学家已经开始绘制尽可能多的宇宙空洞图，将它们的特征和特点与我们的理论估计进行比较。研究人员希望这些广泛的研究能够梳理出暗能量的微妙之处和知之甚少的特性。

但是，还不止于此。宇宙空洞是宇宙中最大的时间胶囊。数十亿年后，它们根本没发生多大变化。星系内，恒星生死交替；物质离去又重组。星系根本不似年轻的自己。但是，数十亿年前，空洞确实是空的。数十亿年之后的今天，它们仍然完全是空的。

很多宇宙奥秘的答案就在宇宙空洞之中：暗能量的性质，远古宇宙的特性等。因此，或许只有当我们凝视深渊时，我们才能获得最深刻的见解。