牧夫座空洞在银河系里吗？夜里抬头找答案
前几天晚上带孩子看星星,他突然问：“爸爸，我们是在一个气泡里吗？”这问题把我问住了，仔细一想，他说的可能是幼儿园老师提过的“牧夫座空洞”——一个宇宙中超大、超空旷的地方，而我最先要弄明白的就是：这个听起来像神话地名的地方，是不是就在我们家门口那条“银河”里？
答案很直接：牧夫座空洞不在银河系里。它离我们特别远，远到我们整个银河系在它面前连一粒灰尘都算不上，但光给答案太无趣了，真正迷人的，是搞清楚这到底是个什么地方，以及它和我们的关系。
牧夫座空洞：宇宙里的超级“无人区”
我第一次听说这名字时,脑子里浮现的是一片安静的草原。它是一片直径约3.3亿光年的巨大空间，光每秒能绕地球七圈半，你要让光跑完这个空洞，得花3.3亿年，而在这个比我们想象极限还要大的球状区域里，星系的数量少得可怜——正常宇宙区域该有成千上万个星系的地方，这里可能只有几十个。
这么打个比方吧,如果你住在上海市中心，周围全是高楼和人流（就像正常宇宙区域的星系分布），那牧夫座空洞就相当于把整个中国东部的人口，稀稀拉拉分布在几个足球场那么大的地方，天文学家在1981年发现它时，反复确认了好几遍数据，因为实在太空了，空到像是宇宙的打印文件出了错。
银河系：我们是宇宙网络里的一根细丝
好,回到我们住的地方，银河系直径大约10万光年，里面大概有1000亿到4000亿颗恒星，太阳只是其中很普通的一颗，我们所在的这个星系，属于一个叫“本星系群”的小团体，再往上是“室女座超星系团”，再再往上，是最近才被确认的拉尼亚凯亚超星系团——一个包含约10万个星系的巨大结构。
而所有这些听起来吓人的结构,放在更大尺度上看，就像一团团发光的泡沫，沿着细长的“宇宙网”纤维分布，在这些纤维之间，就是空洞，牧夫座空洞就是其中最大的一个，而我们银河系所在的这条“纤维”，恰好就在它旁边。
一张表看清我们的位置
有时候数字和层级关系容易看花眼,我整理了一下我们和牧夫座空洞的关系层级，从左到右看，你会更清楚我们到底在宇宙的哪一层：
| 地球 | → 太阳系 | → 银河系 | → 本星系群 | → 室女座超星系团 | → 拉尼亚凯亚超星系团 | → 宇宙网纤维 | → 牧夫座空洞的边缘 |
看这张表就明白了——牧夫座空洞不是我们住的房子，也不是我们住的小区，它甚至不是我们这个城市，它更像是隔壁省的一片巨大沙漠，而我们银河系是这片沙漠边缘一个热闹小镇里的一间普通屋子，距离上，它离我们大约7亿光年，也就是说，你现在看到的牧夫座空洞方向的光，是7亿年前发出的，那时候地球上连恐龙都还没出现，多细胞生物才刚刚开始尝试冒头。
“坐”在空洞里？这个说法从哪儿来
你可能会在某些科普文章里看到“我们可能生活在一个空洞里”这种说法，这其实指的是另一个概念，2013年有研究者提出，我们银河系可能处在“KBC空洞”——一个比牧夫座空洞小得多、也近得多的低密度区域，直径大概20亿光年，这个假说能解释为什么我们测出的哈勃常数（宇宙膨胀速率）在不同方向上有微小差异，但这不是牧夫座空洞，完全是两码事。
牧夫座空洞的发现其实挺有戏剧性,1981年，天文学家罗伯特·科什纳和他的团队在牧夫座方向做星系红移巡天——说白了就是在一个天区里数星系，他们预期会看到均匀分布的星系，结果发现一大片区域“什么都没有”，科什纳自己都说，他们一开始以为设备坏了，或者计算方法出了问题，那篇经典论文《A million cubic megaparsecs void in Boötes》发表在天体物理学期刊上时，审稿人估计也是震惊的。
空洞里真的什么都没有吗
也不是绝对的“无”，后来更精细的观测发现，牧夫座空洞里还是有一些星系的，只不过少到令人发指，按照正常宇宙的平均密度，这么大的体积内应该有上万个星系，但实际观测到的大约只有60个，这些孤独的星系像是宇宙中稀稀拉拉几盏忘了关的灯，彼此相隔极远，如果你住在其中一个星系的行星上，夜晚仰望天空，可能除了自己星系的恒星，几乎看不到其他任何光点——整个宇宙在你眼里只有一个孤零零的光岛。
这个空洞到底怎么形成的
目前的主流解释是：这玩意儿是宇宙初期量子涨落放大后的自然结果，大爆炸之后，物质分布有微小的不均匀，引力花了一百多亿年把这些不均匀放大，密度高一点的地方越聚越多，形成了星系团和纤维结构；密度低一点的地方物质不断被抽走，最后就坍缩成了巨大的空洞，这个过程有点像你把洗碗池的泡沫用手拨开，泡沫会聚成网络状的边缘，中间则留下一片清水。
不过牧夫座空洞太大太大了,大到有些天文学家怀疑单靠引力可能不够，也许还有其他机制参与，比如早期暗能量的局部作用，这个话题至今没定论，属于坐在饭桌上聊起来能让天文学家朋友们吵起来的那种。
下次你抬头看牧夫座方向（北天春季夜晚比较明显），可以想象一下：你目光穿过的，是银河系里密密麻麻的恒星，然后是星系际空间的空旷，接着是近处宇宙纤维上星星点点的其他星系，你的视线会掉进一片几乎什么都没有的深渊——330万光年的虚空，而那片虚空本身，只是宇宙无数空洞里名气最大的一个，想到这儿，突然觉得能住在一个有星星、有邻居、抬头还能看到银河的角落里，是多么走运的一件事。
