2004年，天文學家從宇宙大爆炸之初遺存的輻射或宇宙微波背景輻射（CMB）圖譜中發(fā)現(xiàn)了一個“小巨蛋”，它是背景圖譜上的一塊冷暗斑點，在宇宙未來的演變過程中，冷暗斑點將成長為一個巨型的結構或冷暗的、不同尋常的太空“超級天坑”。物理學家在構建宇宙大爆炸理論中預測了一種可能出現(xiàn)的結果，在早期宇宙的“嬰兒時期”產(chǎn)生了一些大小不同、或熱或冷的斑點。

大大小小的極早期太空斑點表示了未來宇宙的不同區(qū)域，然而，“野蠻生長”的超級斑點沒有成為物理學家的預測對象。夏威夷大學馬諾阿分校下設的天文學研究所的伊什特萬·扎普迪博士引領了一支天文團隊，他們力圖為冷暗斑點的形成找到科學的解釋，極早期的冷暗斑點可能預示了在宇宙太空出現(xiàn)的最大單一結構，皇家天文學會舉辦的《每月通訊》雜志發(fā)表了天文團隊的研究成果。

宇宙微波背景輻射圖譜上的冷暗斑點可能起源于宇宙大爆炸，罕見的斑點現(xiàn)象可能適用于奇異物理學的解釋方式。標準宇宙學或宇宙大爆炸物理論很難解釋“超級班點”的形成方式。在人們的觀測視線和宇宙背景輻射（CMB）之間可能有某種前景結構，從而造成了奇異的冷暗斑點。天文團隊認為，冷暗斑點的存在隱藏了某種可能，在今日宇宙的物質分布中有極端罕見的大尺度結構。

扎普迪博士引領的天文團隊在觀測中使用了夏威夷的Pan-STARRS1 (PS1）望遠鏡和寬視域勘測探索者 (WISE) 衛(wèi)星，發(fā)現(xiàn)了一個巨型的空洞，“超級空洞”覆蓋了大片的太空區(qū)域，跨越的尺度達到了18億光年，空洞區(qū)域存在稀疏的星系分布，星系的密度遠低于太空中通常的星系分布密度。天文團隊將Pan-STARRS1 (PS1）光學波段和WISE紅外線波段的觀測數(shù)據(jù)進行整合，計算了每一個星系在空洞的位置和星系的相互距離。在夏威夷大學早些時候的研究成果中，天文學家在冷暗斑點內發(fā)現(xiàn)了一塊小的區(qū)域，從小的區(qū)域發(fā)現(xiàn)了相對近距離的天體結構。

天文學家發(fā)現(xiàn)附近的大尺度結構比較困難，發(fā)現(xiàn)遙遠的大尺度結構比較容易，在發(fā)現(xiàn)近距離的大尺度結構時，他們需要繪制大范圍的“太空地圖”。以PS1和 WISE 的觀測數(shù)據(jù)為依據(jù)，扎普迪博士引領的天文團隊繪制了大型的三維太空地圖。位于匈牙利布達佩斯的厄特沃什·羅蘭大學的天文學家安德拉什·科華斯繪制了太空地圖，為后續(xù)研究奠定了基礎，“超級空洞”距離我們的地球只有大約30億光年，這一距離從宇宙的尺度衡量并不遙遠。

在解讀太空地圖中發(fā)現(xiàn)，在地球觀測者和宇宙背景輻射CMB之間只有非常少的巨型空洞，人們可以將宇宙空洞想象成一座巨型的山峰，光線進入空洞后開始攀登“山峰”，假如宇宙沒有經(jīng)歷加速膨脹的過程，那么空洞將不會發(fā)生任何顯著的改變，光線越過了山峰、到達了山底，光線越過山峰時重新獲得了失去的能量，然而，宇宙在事實上經(jīng)歷了加速膨脹過程，當光線沿“山峰”攀登時，山峰出現(xiàn)了可以測定的舒緩而平坦的變化，當光線從山峰向山底傳播時，光線比進入山峰時變得更為平緩，出去的光線沒有重新獲得進入山峰時的速度，光線在離開山峰時攜帶了更少的能量。

光線減少了能量，這意味著光線的波長變長，對應了更冷的溫度。“光物理學”解釋了早期光線的變化，光線的波長在宇宙膨脹過程中逐漸變長。光線穿越一個“超級空洞”時經(jīng)歷了數(shù)億、數(shù)十億年時間，而前提條件是穿越時維持不變的光速。可以測量所謂的“薩克斯—瓦福整合”效應，這一效應對極其異常的現(xiàn)象給出了基本的解釋，而在CMB圖譜中出現(xiàn)了異?，F(xiàn)象。

威爾金森各向異性探測器 (WMAP）第一次對宇宙微波背景輻射進行了測量，近期的普朗克衛(wèi)星完成的測量更為精確。歐洲航天局實施了普朗克衛(wèi)星探測計劃。人們關注的“超級空洞”在CMB 圖譜的效應在目前還未得到完整的解釋，圖譜的冷暗斑點很難與“超級空洞”的位置相互重合，冷暗斑點與超級空洞的巧合和關聯(lián)有待更深入的研究。天文團隊從 PS1收集了改進的數(shù)據(jù)，從位于智利的暗能量勘測望遠鏡得到了細節(jié)性的觀測數(shù)據(jù)，天文團隊已將觀測對象鎖定在天龍座附近的一個巨型空洞。

（編譯：2015-4-22）