宇宙空洞看似空虛，但它們可以撕裂宇宙

時空的真空包含著一些基本的東西。用日常語言很難準確地描述它們，但物理學家將這些基本組成部分稱為量子場。在量子場論中，構成我們世界的粒子，如電子、頂夸克、中微子，甚至暗物質，都不是通常意義上的獨立物體。我們所說的粒子其實是更深層事物的可見表達。

這些更深層的結構就是場本身。每種類型的粒子都有相似的場。這些場滲透到空間和時間的每一立方公分。它們自大爆炸以來就已經存在，並延伸到整個宇宙。

當我們觀察一個粒子（例如電子）在空間中移動時，我們實際上是在檢測其基本場中的波紋或振動。粒子是場的移動激發。即使所有粒子都被移除，場仍然存在。

真空能量和暗能量的起源

這些場也含有能量。由於海森堡測不準原理，真空不可能完全沒有能量。當物理學家嘗試計算真空中存在的能量時，結果的範圍可以從非常大的值到理論上無限的值…這也是另一個循環。

重要的是這種真空能量會產生可測量的效果。這種效應被稱為“暗能量”，科學家用這個名字來描述宇宙的加速膨脹。

觀察結果表明，真空能量的實際數量相對較小，儘管它不為零。在整個宇宙的大多數環境中，它們的影響可以忽略不計。充滿物質的區域完全支配著空間的局部行為。

例如，在地球上，物質密度如此之大，以至於暗能量沒有明顯的影響。如果暗能量突然消失，日常物理學將保持不變。棒球的路徑將是相同的。墨西哥捲餅將繼續在微波爐中以完全相同的速度烹飪。日常生活中不會有什麼不同。

暗能量主宰宇宙的地方

同樣的情況也適用於宇宙的很大一部分。星系、星系團、細絲和宇宙網的牆壁都是充滿物質的區域。在這些環境中，暗能量幾乎無法運作。

宇宙空洞則不同。

空洞是指基本上不存在物質的巨大區域。在這些區域中，時空本身的真空成為主要影響。如果你能將自己置於宇宙真空中，你實際上就會被暗能量包圍。

事實上，空洞是暗能量發揮最重要作用的地方。宇宙的加速膨脹不會發生在星系或星團等密集區域內。相反，它發生在廣闊的空曠空間內。

宇宙空洞正在擴大

宇宙空隙不僅僅是宇宙結構之間的空白間隙。他們正在積極成長。當暗能量向外推動空間時，空隙會膨脹並壓縮周圍的宇宙網。

在巨大的時間尺度上，這個過程逐漸揭示了宇宙的大尺度結構。天文學家今天看到的由星系、星團和細絲組成的複雜網絡不會永遠持續下去。在接下來的 5、10、200 億年裡，具體數字並不重要。隨著不斷擴大的空隙將一切進一步拉開，宇宙之網將慢慢瓦解。

為什麼空的空間永遠不會空

從這個意義上來說，宇宙真空絕非空虛。它充滿了量子場的微妙能量。這種能量透過刺激宇宙的加速膨脹來影響整個宇宙。

空隙是這種效應主導的唯一區域，正是因為它們幾乎不包含任何其他東西。

所以，是的，宇宙真空中沒有物質。這就是天文學家定義和測量它的方式。但它缺乏物質意味著它充滿了暗能量。

無論你在宇宙中旅行到哪裡，無論是到附近的星系還是最深處的內在虛空，你都不會孤單。