宇宙的空白區域？牧夫座的「大虛空」(圖)

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仰望星空，宇宙展現的是一片遍布繁星的天地。然而，視野從單顆恆星延伸至數億光年的尺度時，看見的景象可能截然不同。有些區域星系稀少，彷彿被挖去一大塊；有些巨大空曠地帶可能包圍著我們所在的銀河系。

這些奇異景象，分別是牧夫座空洞、KBC空洞，以及宇宙微波背景輻射冷斑，它們並非肉眼可見的黑色洞穴，而是藏在宇宙大尺度結構與微波天空中的巨大異常，讓人重新感受到宇宙的遼闊，以及人類對宇宙的了解仍有邊界。

星系稀少的「大虛空」

在浩瀚宇宙中，有一片以空曠聞名的區域，位於牧夫座附近，通常被稱為「牧夫座空洞」，也有「大虛空」之稱。它大致呈現球形，半徑接近2億光年，是可觀測宇宙中已知規模最大的空洞之一。

這片區域最令人驚訝的，並非完全沒有星系，而是星系數量少得異常。依照相近大小區域的預期，原本應有2000個星系，牧夫座空洞卻只有60個。相比之下，這片宇宙空間宛如一座寬廣無比，卻很少住客的空城。

牧夫座空洞於1981年由天文學家羅伯特・基什納發現。當時，他透過星系紅移調查描繪宇宙的大尺度結構，意外辨認出這片星系數量稀少的區域。空洞中心距離地球7億光年，而武仙座超星系團位於其邊緣附近的區域。

如此巨大的空曠地帶究竟如何形成？一種假設認為，牧夫座空洞可能不是一次形成，而是由較小的空洞逐漸合併而成。牧夫座空洞的尺度與稀疏程度，已使它成為宇宙中特別醒目的巨大空白。

銀河系可能身處的巨大低密度區

KBC空洞的名稱，來自天文學家瑞安・基南、艾米・巴格爾與倫諾克斯・考伊。三人於2013年對這片相對空曠的巨大太空區域進行研究。依照相關假設，KBC空洞大致呈現球形，直徑大約20億光年。它不是一片完全空無一物的空間，銀河系、本星系群，以及拉尼亞凱亞超星系團的大部分，都被認為位於這片低密度區域之內。我們熟悉的銀河系，可能就在這片巨大空曠地帶的內部，距離其中心僅有數億光年。

這樣的想像令人不禁重新衡量地球在宇宙中的位置，我們所處的銀河系，並非孤立於一片絕對空無的地方，而是可能身處一個星系密度低於宇宙平均水平的廣大區域。

南天一片異常低溫的天空

在宇宙中，空洞的奇觀可以用星系分布來描述，而另一種異常藏在整片天空的微波輻射之中。

宇宙微波背景輻射是遍布天空的微波訊號，其平均溫度為2.7 K。在這片幾乎均勻的背景之上，存在細微的溫度起伏，還有一片範圍廣大的區域，溫度卻顯得格外低，因而被稱為「宇宙微波冷斑」。這片冷斑位於南天半球、波江座方向，這片冷區不僅低溫，也因覆蓋範圍廣大而顯得異常。

對冷斑的一種解釋是在我們與原始宇宙微波背景輻射之間，可能存在一片極其巨大的空洞。

當微波光子穿越空洞時，空洞內外的引力環境可能影響其能量，使我們觀測到的溫度低於周圍天空。2015年一項研究提出，銀河系附近可能存在一個直徑18億光年的超空洞，其中心距離銀河系30億光年，方向與冷斑相關。若這種結構確實存在，它將是已知規模最大的空洞之一。

宇宙的空白

牧夫座空洞中稀少的星系、可能涵蓋銀河系的KBC空洞與波江座方向那片低溫的宇宙微波冷斑，三種天體奇觀展現了宇宙不同形式的異常。

宇宙並非只是繁星密布的黑暗背景，它有密集的星系群，也有遼闊的空洞，有近乎均勻的區域，也有格外突出的低溫斑點。即使人類已經能描繪數億、數十億光年的尺度，仍有許多天體與結構的存在、成因與意義無法明瞭。