How big is 波江座超空洞?

波江座超空洞是一片星系數量低於平均的巨大宇宙區域，位於波江座的方向。它的直徑大約是20億光年，光年是光在一年內行進的距離。它距離地球約30億光年，與大霹靂遺留下來的微弱輻射中一塊異常寒冷的區域，方向大致相同。

大小

超空洞沒有明確的邊界，天文學家是以星系數量低於平均值的範圍來衡量其大小。2015年，夏威夷大學的伊斯特凡·薩普迪（István Szapudi）帶領團隊，利用泛星計畫（Pan-STARRS1）望遠鏡與NASA的WISE衛星，繪製了這片天區的星系分布圖，發現該區域的物質量比平均值少約14%。

該團隊在公告中指出，這個超空洞的直徑約為18億光年。他們的論文給出的半徑為220百萬秒差距，正負50百萬秒差距，其數值取決於宇宙膨脹的速率。一個百萬秒差距約為326萬光年。若採用普朗克衛星測得的膨脹速率，這個半徑換算出的直徑約為21億光年，介於16億至26億光年之間。

後續研究對其形狀看法不一。2016年一項研究發現，這個空洞沿著視線方向被拉長：在天空中的寬度約為19億光年，但縱深卻達到約48億光年。2017年一項測量星系距離更精確的巡天研究則發現，沿著同一條視線上其實是好幾個較小的空洞，彼此之間還夾雜著星系數量高於平均的小區域。

大小比較

• 這個超空洞的寬度大約是銀河系圓盤（直徑約10萬光年）的2萬倍。
• 如果把銀河系縮小到一顆籃球（直徑約24公分）的大小，這個超空洞的寬度大約會是4.8公里。
• 它的長度大約是雙魚-鯨魚座超星系團複合體（包含銀河系所在區域的星系團帶，長度約10億光年）的2倍。
• 可觀測宇宙（光線已有足夠時間抵達地球的宇宙範圍）直徑約930億光年，大約是這個超空洞寬度的46倍。
• 從地球上看，這個超空洞覆蓋的天區寬度超過30度，幾乎是月球滿月時視直徑的60倍。

冷斑

宇宙微波背景是宇宙中最古老的光，誕生於宇宙大約38萬歲的時候。如今它的溫度約為絕對零度以上2.7度，在各個方向上幾乎一致。2004年，天文學家在研究NASA的WMAP太空船所繪製的圖譜時，在波江座方向發現了一塊比預期更冷的大範圍區域。

這個冷斑的中心，依測量方式不同，大約比平均溫度低70至150百萬分之一度。歐洲太空總署的普朗克衛星在2013年證實，這個冷斑確實存在，並非測量誤差。

超空洞可能會讓光看起來更冷。光進入空洞時會損失一點能量。由於宇宙膨脹的速度正在加快，光穿越空洞的過程中，空洞本身會逐漸變得扁平，因此光在離開空洞時無法完全找回先前損失的能量。這個現象稱為積分薩克斯-沃爾夫效應。

尚未解決的問題

2015年的研究團隊認為，這個超空洞或許可以解釋冷斑的成因。2016年的研究則估計，這個被拉長的空洞頂多只能讓光的溫度降低約40百萬分之一度，不足以解釋冷斑的溫度差。

2017年的巡天研究則認為，他們發現的那些空洞規模遠遠不足以解釋冷斑。研究作者提出，冷斑可能源自宇宙極早期，而非源自冷斑與地球之間的空洞。

參考資料

• A Cold Cosmic Mystery Solved. Institute for Astronomy, University of Hawaii, 2015.
• Detection of a Supervoid Aligned with the Cold Spot of the Cosmic Microwave Background. Szapudi et al., Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 2015.
• Cosmic troublemakers: the Cold Spot, the Eridanus Supervoid, and the Great Walls. Kovács and García-Bellido, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 2016.
• Evidence against a supervoid causing the CMB Cold Spot. Mackenzie et al., Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 2017.
• Planck reveals an almost perfect Universe. European Space Agency, 2013.
• Measuring the Universe. International Astronomical Union.
• Planck 2018 results. VI. Cosmological parameters. Planck Collaboration, Astronomy and Astrophysics, 2020.
• More about clustering on a scale of 0.1 c. Tully, The Astrophysical Journal, 1987.
• A Map of the Universe. Gott et al., The Astrophysical Journal, 2005.
• Our Milky Way Galaxy: How Big is Space?. NASA Science.
• Official Basketball Rules 2026: Basketball Equipment. FIBA, 2026.
• Moon Fact Sheet. NASA, 2024.