哈勃望远镜和韦伯望远镜拍摄宇宙深空图像显示：我们的宇宙在大尺度上是各向同性的，也就是说数以万亿计的星系是均匀分布在宇宙中的。
然而宇宙中并非只有星系存在，因为组成星系的物质只占了宇宙质能总量的5%，剩下的95%都是暗物质和暗能量，它们形成了一个个被称为宇宙空洞的区域，其中最让天文学家注意的就算直径3.3亿光年的牧夫座空洞。
很多人看到空洞，第一反应就是里面什么都没有，但事实上宇宙空洞内部也是有星系存在的，只不过它们的分布密度要比空洞外小很多，比如在同等空间范围内宇宙的其他地方能有1万个星系，但在牧夫座空洞里就只有60个星系，在这种情况下天文学家不禁庆幸银河系并不在空洞内部，因为如果银河系位于牧夫座空洞内的话，天文学家可能到现在都会认为宇宙中只有银河系这一个星系。
从百亿光年尺度的可观测宇宙层面来看，直径3.3亿光年内部却只有60个星系的牧夫座空洞，无异于星系沙漠中的一片巨大空地，这种和周围环境格格不入的现象，也意味着之前韦伯望远镜和哈勃望远镜拍到的均匀的星系分布只是一种假象，在直径930亿光年的可观测宇宙中，星系们其实是网状结构，彼此是通过宇宙长城互相连接的，银河系所在的拉尼亚凯亚超星系团，便是宇宙长城的一个节点。
而宇宙长城之间的虚空，便是牧夫座空洞这样的结构，其内虽然没什么星系，但大量的暗物质和暗能量就位于其中，致使这片时空的温度显著低于宇宙平均温度，由此便产生了宇宙微波背景辐射图右下角的蓝色冷斑点。
除了牧夫座空洞外，天文学家目前还在波江座方向发现了一个超空洞，它的直径达到了惊人的10亿光年，以至于刚被发现的时候，天文学家还以为看到了宇宙边界的宇宙墙，后来才发现是一个超级空洞。
其实关于宇宙空洞的成因，天文学家目前并没有一个完美的解释，因为不管怎么说，我们的宇宙在大爆炸的时候总是均匀的，那么就说明宇宙空洞是在宇宙大爆炸之后的引力平衡中才逐渐形成的，这样一来暗物质和暗能量才得以聚集在宇宙空洞中。
还有一种理论认为宇宙空洞早在宇宙大爆炸瞬间就存在了，因为大爆炸是一次彻底的能质转换，是从一个看不见的奇点瞬间暴涨成整个宇宙的，在这个瞬间的量子涨落可能在宇宙尺度上加强，导致物质更密集和物质少密集的空间区域出现，这些空间区域在随后几十亿年的演化过程中就变成了宇宙长城和宇宙空洞。
宇宙中的这些巨大的空洞不仅仅是单纯的空旷的区域，它们更多代表着宇宙本身的演化规律，从大尺度的宇宙长城到暗物质和暗能量，宇宙空洞的存在把它们联系到了一起，如果空洞内的暗能量继续让宇宙加速膨胀的话，最后宇宙中所有区域都会被宇宙空洞占据。
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