How big is 波江座超空洞?

波江座超空洞是一片星系数量低于平均水平的广阔宇宙区域，位于波江座方向。它的直径大约为 20 亿光年，光年是光在一年内传播的距离。它距地球约 30 亿光年，方向上与大爆炸遗留辉光中一处异常寒冷的斑块重合。

大小

超空洞没有清晰的边界。天文学家通过星系数量低于平均水平的区域范围来测算其大小。2015 年，夏威夷大学的伊什特万·萨普迪率领的团队利用泛星计划一号（Pan-STARRS1）望远镜和 NASA 的 WISE 卫星，对这片天区的星系进行了测绘，发现该区域的物质密度比平均值低约 14%。

该团队公布的结果称，这一超空洞的直径为 18 亿光年。他们的论文给出的半径为 220 兆秒差距，误差为正负 50，这一数值取决于宇宙膨胀速率的取值。一兆秒差距约合 326 万光年。若采用普朗克卫星测得的膨胀速率，这一半径对应的直径约为 21 亿光年，介于 16 亿至 26 亿光年之间。

后续研究对其形状存在分歧。2016 年的一项研究发现，它沿视线方向被拉长：在天空平面上宽约 19 亿光年，但纵深却达约 48 亿光年。2017 年一项测量星系距离更为精确的巡天研究则发现，同一视线方向上实际存在多个较小的空洞，它们之间还夹杂着星系密度高于平均水平的小区域。

大小比较

• 这一超空洞的宽度约是银河系盘面直径（约 10 万光年）的 2 万倍。
• 如果把银河系缩小到一个篮球（直径约 24 厘米）那么大，这一超空洞的宽度就约为 4.8 千米。
• 它的宽度大约是双鱼-鲸鱼座超星系团复合体——包含银河系所在区域的星系团带，长度约 10 亿光年——长度的 2 倍。
• 可观测宇宙——光已有足够时间抵达地球的宇宙区域——直径约为 930 亿光年，约为这一超空洞宽度的 46 倍。
• 从地球上看，这一超空洞在天空中覆盖的范围超过 30 度，几乎是月球满月时视直径的 60 倍。

冷斑

宇宙微波背景是宇宙中最古老的光，产生于宇宙诞生大约 38 万年之后。如今它的温度约为绝对零度以上 2.7 度，在各个方向上几乎完全一致。2004 年，天文学家在分析 NASA 的 WMAP 探测器绘制的天图时，在波江座方向发现了一大片温度低于预期的区域。

这处冷斑中心的温度比平均值低约 70 至 150 百万分之一度，具体数值因测量方法而异。欧洲空间局的普朗克卫星在 2013 年证实，这一现象确实存在，并非测量误差。

超空洞可能会让穿过它的光看起来更冷。光进入空洞时会损失少量能量。由于宇宙的膨胀正在加速，空洞在光穿越它的过程中会逐渐变浅，因此光离开空洞时无法把之前损失的能量全部找回来。这种现象被称为“积分萨克斯-沃尔夫效应”。

悬而未决的问题

2015 年的团队提出，这一超空洞或许可以解释冷斑现象的成因。而 2016 年的研究估计，这种被拉长的空洞只能使光的温度降低约 40 百万分之一度，不足以解释冷斑的全部温度差异。

2017 年的巡天研究得出结论：他们发现的这些空洞规模太小，根本不足以解释冷斑现象。研究者提出，冷斑或许起源于宇宙极早期，而不是地球与冷斑之间的空洞造成的。

参考资料

• 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.