王 磊 罗 煜 王 蕾 戴才萍

(1中国科学院紫金山天文台南京210023)

(2中国科学技术大学天文与空间科学学院合肥230026)

(3国家基础学科公共科学数据中心北京100190)

1 引言

宇宙空洞(void)占据着宇宙绝大部分体积，是由物质密度接近均匀各向同性分布的早期宇宙随时间演化而形成的低密结构，与墙(wall)、纤维(f ilament)、团块(cluster)等宇宙高密结构共同组成了复杂的宇宙网[1].然而，受到观测条件和技术的限制，过去的宇宙学研究大多在高密区进行，通常的做法是利用物质成团来限制宇宙参数.比如Rozo等人利用星系成团的质量函数信息来限制中微子的质量[2]，Tinker等人则通过星系两点相关函数和星系团内的质量数目比来限制宇宙的平均密度Ωm和物质密度的涨落强度σ8[3]，这些研究都促使我们更加深入地了解宇宙.自Riess等人在1998年利用超新星的观测数据证明了宇宙正在加速膨胀[4]，并由此提出了暗能量推动着宇宙膨胀这一模型以来，暗能量的研究事业迎来了蓬勃发展，宇宙空洞便是研究暗能量的重要工具之一[5-7].

Gregory等人在1978年首次发现宇宙空洞，给宇宙学研究提供了新的方向[8].近年来，随着大量巡天项目的开展[9-13]，人们对空洞做出了深入细致的研究[14-16].研究人员发现可以通过空洞的统计性质来获取宇宙信息:其内部和周围墙结构的引力势阱差异显著，造成宇宙微波背景光子在通过两类势阱时能量会损失或增加，这一现象可以用来研究线性的Integrated Sachs-Wolfe效应和非线性的Rees-Sciama效应，进而探测暗能……