科学60秒

2015年5月4日

空间超巨洞吸取光的能量

宇宙是个黑暗阴冷的空间，但是其中有些奇怪的区域比其它地方更加寒冷。从地球看去，那是一片外部环境是宇宙背景微波射线—大爆炸遗留下来的热能量，其温度要比预期低很多。现在，天文学家声称他们发现了太空中相同的部分，叫做超巨洞—星系里几乎完全空白的一块超大区域。他们认为这些共同之处并非偶然。

超巨洞的延伸跨越了18亿光年的距离，这让它几乎成为了宇宙中已知的最大结构。（根据Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 报道）

超巨洞里相对缺乏可以让穿过它的光线的能量衰减的物质，解释为何宇宙背景微波辐射在这里比较冷，它其实是这样工作的：

广义相对论告诉我们重力扭曲时空，致使光线穿过大质量物体时轨迹会朝向物体弯曲，就像掉到了一个碗里。然而，超巨洞，其缺乏大质量物体，类似一个山丘，当光线沿着山丘往上爬时，便损失了能量。

通常认为光线在离开超巨洞时会增加能量—这是因为离开的路线是下山。但是，因为宇宙的膨胀在加速，光线上山时的路径要比下山时陡的多，这就意味着更加平缓的下山时的能量恢复量要比上山时的能量消耗量少。这就转化成了一个低能量区域—大爆炸遗留下来的大块寒冷区域。