當(dāng)我們仰望星空,我們習(xí)慣了看到滿天繁星,習(xí)慣了銀河系的璀璨光帶,在我們的認(rèn)知里,宇宙雖然空曠,但至少是“均勻”的,到處都布滿了星系、星云和恒星。
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但是,如果你把望遠(yuǎn)鏡對準(zhǔn)大熊座旁邊的牧夫座方向,你會發(fā)現(xiàn)宇宙在那里突然“斷片”了,那里沒有原本應(yīng)該密集的星系,只有無邊無際、令人窒息的黑暗,這就是牧夫座空洞,也被天文學(xué)家稱為“大空洞”。
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它的直徑高達(dá) 2.5 億到 3.3 億光年。在這個令人絕望的尺度內(nèi),本該存在至少 10,000 個星系,但人類費盡力氣,只找到了不到60個,如果你不慎掉進(jìn)那里,不僅是身體會迷失,連靈魂都會被那種絕對的虛無吞噬。
故事要從 1981 年說起。
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天文學(xué)家羅伯特·科什納和他的團(tuán)隊正在繪制宇宙的三維地圖,他們通過測量星系的紅移來計算距離,試圖構(gòu)建出宇宙的骨架,當(dāng)掃描到牧夫座的一片區(qū)域時,數(shù)據(jù)突然變得詭異起來,按照常理,無論朝哪個方向看,望遠(yuǎn)鏡都應(yīng)該接收到來自不同距離的星系光芒,但在那片區(qū)域,原本應(yīng)該熱鬧非凡的數(shù)據(jù)流突然中斷了。
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沒有,什么都沒有。
起初科學(xué)家以為是設(shè)備壞了,或者是數(shù)據(jù)處理出了 Bug,甚至有人懷疑那里是不是有一團(tuán)巨大的暗云擋住了視線,但經(jīng)過反復(fù)確認(rèn),真相令人毛骨悚然:那里不是被擋住了,而是真的“空”了,在距離地球大約 7 億光年的地方,存在一個巨大的球形真空區(qū),它的體積占據(jù)了當(dāng)時可觀測宇宙直徑的近 0.27%。
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為了讓你理解這個空洞有多恐怖,我們需要做一個假設(shè):我們的銀河系位于本星系群,鄰居有仙女座星系、三角座星系,稍遠(yuǎn)一點有室女座星系團(tuán),我們的夜空因此而熱鬧非凡,但是如果銀河系位于牧夫座空洞的中心,直到 1960 年代,人類都不會知道宇宙中還有其他星系存在。
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這意味著如果我們住在那里,當(dāng)我們抬頭仰望夜空時,我們將看不到任何鄰居,沒有仙女座,沒有麥哲倫星云,除了我們自己星系的恒星外,望遠(yuǎn)鏡指向的任何方向,都是絕對的漆黑。
在這種環(huán)境下,人類的天文學(xué)發(fā)展將徹底停滯,我們不會知道宇宙在膨脹,因為沒有其他星系做參照物測紅移,我們不會知道宇宙大爆炸理論,我們會堅定地認(rèn)為:銀河系就是宇宙的全部,我們是永恒孤獨的存在。
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牧夫座空洞大到不符合邏輯。
按照宇宙學(xué)的標(biāo)準(zhǔn)模型,宇宙在大尺度上應(yīng)該是均勻的。雖然會有物質(zhì)聚集形成的星系團(tuán),也會有物質(zhì)稀疏的空洞,但牧夫座空洞實在太大了,它的體積約為 236,000 立方百萬光年,按照宇宙的平均密度計算,這個空間里理應(yīng)包含約 10,000 個 像銀河系這樣的星系。
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然而截至目前,經(jīng)過幾十年的深度巡天觀測,我們在這個巨洞里只找到了 60 個 孤零零的星系,這就像是你走進(jìn)了一個能容納 10 萬人的巨型體育館,結(jié)果發(fā)現(xiàn)里面只坐了 6 個人,而且每個人之間都隔著幾百米的距離。
更詭異的是,這 60 個幸存者星系并不是隨機(jī)分布的,它們似乎排成了一個穿過空洞中心的“管狀”結(jié)構(gòu),而且這些星系比普通星系更亮、更活躍,仿佛是在為了抵抗黑暗而拼命燃燒。
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那么這么大的洞,到底是誰挖的?
目前的科學(xué)解釋主要基于“宇宙大尺度結(jié)構(gòu)”,如果把宇宙縮小無數(shù)倍看,它長得其實像一塊海綿,或者一堆堆在一起的肥皂泡,星系長城在引力作用下聚集,形成絲狀結(jié)構(gòu),星系就沿著這些絲線生長,空洞就是絲線之間的空隙,物質(zhì)被引力抽走,留下了真空。
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通常空洞的直徑只有幾百萬到幾千萬光年。但牧夫座空洞是 2.5 億光年,科學(xué)家推測,它是“空洞合并”的產(chǎn)物,就像兩個肥皂泡合并成一個大泡泡一樣,牧夫座空洞可能是由多個較小的空洞,在漫長的宇宙演化中相互擠壓、合并,最終形成了一個超級空洞。
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它像一個貪婪的怪物,利用引力排斥效應(yīng),把周圍所有的星系都推到了邊緣。
雖然科學(xué)給出了“肥皂泡”解釋,但這個空洞實在太干凈、太圓了,以至于坊間流傳著更瘋狂的猜想,其中最著名的就是外星高級文明的擴(kuò)張。
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根據(jù)卡爾達(dá)舍夫等級:I 型文明能利用整個行星的能量,II 型文明能利用整顆恒星的能量,也就是戴森球,III 型文明則能利用整個星系的能量。
一種細(xì)思極恐的假說認(rèn)為:牧夫座空洞可能并不是空的而是“滿”的,也許那里曾經(jīng)充滿了星系,但誕生了一個超級掠食者文這個文明為了獲取能量,給每一個恒星都套上了戴森球,甚至給整個星系套上了能量捕捉網(wǎng)。
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因為戴森球會吸收恒星的光芒并轉(zhuǎn)化為能量,所以從外部看,這些恒星和星系就“消失”了,變成了黑暗,牧夫座空洞那近乎完美的球形,被認(rèn)為是這個文明以光速向外擴(kuò)張疆域的邊界,那不到10個星系的殘留,可能只是他們還沒來得及“收割”的釘子戶,或者是作為景觀保留的自然保護(hù)區(qū)。
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當(dāng)然,這只是科幻式的腦洞。因為戴森球雖然阻擋可見光,但一定會輻射出紅外線,然而天文學(xué)家在紅外波段掃描該區(qū)域,依然是一片死寂,除非這個文明的技術(shù)已經(jīng)高超到連熱力學(xué)第二定律都能違背,完全不排放廢熱。
即使排除外星人,牧夫座空洞本身的存在就足以引發(fā)存在主義危機(jī),在這個空洞內(nèi)部發(fā)現(xiàn)的少數(shù)星系中,有一個名為 MCG+01-02-015 的星系,它是宇宙中最孤獨的星系之一。
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如果你生活在這個星系的一顆行星上,你的文明可能發(fā)展了幾億年,都造出了飛船,卻依然沒有發(fā)現(xiàn)任何外星系,因為離你最近的鄰居,也在幾千萬光年之外,對于那里的智慧生命來說,宇宙就是“一個島嶼和無盡的黑暗海洋”。
他們可能永遠(yuǎn)無法理解“宇宙網(wǎng)”的概念,因為他們生來就在網(wǎng)的破洞里,他們可能永遠(yuǎn)無法產(chǎn)生“星際旅行”的念頭,因為飛船飛得再快,飛幾百萬年也飛不出這片虛無。
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相比之下,我們所在的銀河系,位于本星系群,又處于宏大的拉尼亞凱亞超星系團(tuán)的一條流蘇上,我們生活在宇宙的“繁華市區(qū)”,周圍鄰居眾多,燈火通明,正因為如此,我們才能在夜空中看到壯麗的銀河,才能發(fā)現(xiàn)仙女座正在向我們招手,才能通過觀測星系的紅移領(lǐng)悟到宇宙的起源。
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下一次,當(dāng)你覺得城市擁擠、人聲嘈雜時,想一想牧夫座空洞,在那個方向的深處,有一些星系,正在絕對的孤獨中獨自流浪,相比于那里的死寂,我們這顆藍(lán)色星球上的喧囂,甚至是銀河系內(nèi)的擁擠,都是一種多么溫暖而珍貴的幸運(yùn)。
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