我们的宇宙在超大尺度上是更加均匀的，尽管我们用肉眼看到的天体并非均匀地分布在整个太空，但是在宇宙学的尺度上，物质是接近均匀分布的。人们发现了宇宙背景温度惊人的一致性，无论在哪个方向上测量微波背景辐射，都能得到绝对温度为２.７K的数值。微波背景辐射各向各点的一致性证实了时空的均匀性。星系在宇宙学的尺度上“编织”成宇宙网，星系在整个宇宙网中的分布是接近均匀的，我们在地球上观测天空，只要选择相同的视线角度和视域面积，尽可能观测更遥远的星系，在“视域场”中都能看到相同数量的星系，比如：北半球和南半球的天区包含大致相同的星系数量和质量。

但是，我们的宇宙在大的和超大尺度上不是绝对均匀的。从第一批恒星诞生开始，宇宙逐渐形成了星系和星系团，超星系团和宇宙网，除了规则的星系以外，还有不规则的星系和大量的流浪恒星和行星，宇宙中的天体、气体和尘埃在引力作用下呈现集中和分散的多样分布，因此，恒星与恒星、行星与行星、星系与星系之前的距离大小不等，天体、尘埃和气体的密度没有形成各向各点一致性的分布。近几十年来，天文学家发现：太空实际上充满了比我们预期尺寸更大的空洞，这些宇宙的“空穴”曾经躲过了天文学家的视线，然而，要真正地理解宇宙的生存和生长状态，我们除了将目光聚焦在太空中那些代表恒星等天体的明亮斑点以外，还要关注那些代表空洞的冷温、黑暗、孤立、似乎什么也没有的暗斑。

天文学家在1981年发现的“牧夫巨洞”只是其中的一个空洞，它是北斗七星的邻居，近似一个球型，直径大约为2.8亿光年，相比较一下，我们银河系的直径为10万到20万光年，牧夫座空洞是一个不折不扣的“超级空洞”，天文学家最早发现其中的一个星系，后来发现了几十个星系，相比较一下，天文学家在银河系的室女座超星系团中发现了2000多个星系，室女座星系团比牧夫座空洞的体积更小。我们的银河系恰好不在牧夫巨洞中，否则爱德华·哈勃发现河外星系的可能性大为减少，也许我们还生活在“前哈勃时代”，认为银河系就是宇宙的全部。哈勃看到的仙女星云实际上是仙女星系，它是我们的邻居星系，如果我们的银河系恰好在一个超级空洞中，那么哈勃发现邻居星系的时间可能更晚。我们可以将空洞看成是宇宙海洋中的“大泡泡”，也可想象成我们在浴缸泡澡时翻涌的“肥皂泡泡”，从宇宙科学的角度来看，这些“超级泡泡”与宇宙网的结构有关，星系和星系团相互连接和交叉，就像用链条和纤维编织的宇宙之网，这是一张立体的“巨无霸”之网，一个个的“网眼”代表了宇宙的空洞。

宇宙空洞的存在说明物质在太空的分布不均匀，空洞中的物质密度非常低，甚至接近真空状态，空洞形状和大小的不同更能证明物质在太空分布的非均匀性。一些天文学家认为：空洞的形成与引力的不均衡性有关，空洞边缘的引力大于空洞中心的引力，于是，在“引力差”的作用下，中间的物质向边缘靠拢，形成一个空心区域。另一些天文学家认为：牧夫巨洞一类的空洞形体巨大与暗能量有关，暗能量是一种驱动宇宙膨胀的压力，如果像牧夫座空洞一类的空洞在不断加大的暗能量作用下持久地膨胀下去，那么这些空洞迟早会消失，当宇宙的所有天体以微粒形式存在时，物质在太空的分布会达到近乎绝对均匀的状态。我们的宇宙还不够长久，来不及抹平宇宙中一切物质分布的不均匀性。

我们的宇宙在小的和超小尺度上是更加均匀的，宇宙微波背景辐射图谱证明了早期物质和辐射的均匀性，但是，科学家在图谱中发现了微小的不均匀性，它们非常小，只有十万分之一左右，这种微小波动造成了小范围内物质的聚集，最终演变成后来的星系。反过来看，今日宇宙已经形成星系和星系团、空洞和宇宙网，这种结构体系可以证明：宇宙在诞生的“夸克羹汤”中物质粒子的分布有不均匀性。哈勃的宇宙膨胀和古思的暴涨理论解释了我们的宇宙为什么变得越来越均匀，经过宇宙早期的暴涨，甚至有科学家提出了早期的“二次暴涨论”，早期物质粒子和辐射分布的不均匀性被急速地抹去了，有科学家计算出，宇宙的暴涨期只持续了10的负34次方秒，宇宙的体积却急速地膨胀了10的26次方倍。古斯的暴涨论相当于预测了宇宙早期微小的不均匀性，而威尔金森各向异性探测器和普朗克卫星在背景辐射的精确测量中发现了这种微小起伏。

我们可以将宇宙在超大时空尺度上出现的空洞理解为“大气泡”，将宇宙在微小时空尺度上出现的起伏理解为“小气泡”，“大气泡”反映了宇宙在超大尺度上物质和能量分布的不均匀性；“小气泡”反映了宇宙在超小尺度上粒子和能量分布的微小差别，物质粒子和能量密度分布的微小差异经过宇宙的暴涨期和膨胀期之后变成了今日宇宙的星系结构，因此，微小宇宙“小气泡”的形成机制和超大宇宙“大气泡”的形成机制之间存在“等效原理”，属于一种关联性的等效作用，暴涨和膨胀没有完全抹掉微小宇宙的不均匀性，却将这种起伏不定的微小差异放大到超大宇宙的尺度，这是一种连续变化的过程，引力和暗能量在其中发挥了关键作用，一些天文学家甚至认为引力可以在超大的宇宙物质结构中创造黑洞，同样可以在微小的宇宙粒子结构中创生黑洞，这是一种宇宙原初的“微黑洞”，同样可以认为，在“微黑洞”和超大质量黑洞的形成机制之间存在某种关联性的“等效原理”，它们都是物质在超强引力作用下异常积聚的结果，异常的物质分布带来了异常的引力，而异常的引力带来了物质的异常分布。可以认为，今日宇宙充斥的空洞早在宇宙诞生的量子起伏和涨落阶段已经埋下了“微空洞”的种子。

（邓如山2016-10-20）

(Theformationmechanismofspacevoidsbetweenmicroandmacrouniverseinlinewiththe“equivalenceprinciple”)

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