总星系数量：整个空洞内只有约60个星系（正常区域同样体积应有几千个）。
这些数据，让它成为宇宙中已知最大的空洞（比它大的空洞如“Kbc空洞”，但Kbc的密度争议较大）。
2. “空洞”不空：稀疏的星系与暗物质晕
牧夫座空洞不是“绝对的空”——里面确实有星系，只是数量极少，且都是暗弱的矮星系（质量仅为银河系的1\/100到1\/10）。比如：
NGc 5985：一个螺旋星系，位于空洞边缘，距离地球约7亿光年，亮度只有银河系的1\/10；
mcG +08-21-019：一个椭圆星系，位于空洞中心附近，几乎无法用光学望远镜观测到；
一些矮星系：如“bootes Void dwarf”，质量仅为10?倍太阳质量，发出的光比月球还暗。
更关键的是，暗物质晕——星系形成的“骨架”——在牧夫座空洞中也极为稀少。根据引力透镜观测（如哈勃望远镜的弱引力透镜 survey），空洞内的暗物质密度只有宇宙平均的1\/15。没有足够的暗物质晕，就无法聚集足够的气体形成大质量星系——这就是牧夫座空洞“空旷”的根本原因。
3. 观测证据：“看不见”的空洞
如何确认一个区域是“空洞”？除了计数星系，还有其他方法：
x射线观测：钱德拉x射线天文台（dra）对牧夫座空洞的观测显示，里面几乎没有活跃星系核（AGN）——即星系中心的超大质量黑洞吸积物质产生的x射线源。正常星系团中，AGN的数量很多，而牧夫座空洞的x射线源密度只有正常的1\/100；
射电观测：甚大阵（VLA）的射电观测发现，空洞内的中性氢（hI）气体含量极低——中性氢是星系形成的原料，没有足够的hI，就无法形成新的恒星；
宇宙微波背景（cmb）：普朗克卫星的cmb数据显示，牧夫座空洞区域的cmb温度比周围略高（约10??K）——这是因为低密度区域的物质更少，对cmb光子的散射更弱，导致温度略有升高（“ Sachs-wolfe 效应”）。
三、挑战宇宙模型：牧夫座空洞的“存在危机”
牧夫座空洞的发现，直接挑战了当时的宇宙大尺度结构模型。
1. 热暗物质模型的“失败”
1980年代，主流的宇宙模型是热暗物质（hdm）模型——假设暗物质是高速运动的中微子（质量约10 eV）。根据这个模型，暗物质的引力会“平滑”宇宙中的密度波动，无法形成大尺度的空洞——因为中微子的运动速度太快，会“逃离”低密度区域，无法聚集形成暗物质晕。
但牧夫座空洞的存在，说明暗物质必须是“冷”的（即运动速度很慢，如弱相互作用大质量粒子wImp）。冷暗物质（cdm）模型中，暗物质粒子运动缓慢，会聚集在密度较高的区域，形成“暗物质晕”，而低密度区域（如牧夫座空洞）则没有足够的暗物质晕来形成星系。
1984年，乔治·布卢门撒尔（Gee blumenthal）、莎伦·皮尔逊（Sharon pearson）和马丁·里斯（martin Rees）发表论文，指出：牧夫座空洞是冷暗物质模型的有力证据——只有冷暗物质，才能解释宇宙中存在如此巨大的低密度区域。
2. 宇宙膨胀的“印记”
牧夫座空洞的另一个意义，是它记录了宇宙膨胀的历史。根据宇宙学原理，宇宙的膨胀是均匀的，但局部区域的密度差异会导致膨胀速率不同。
牧夫座空洞的低密度，意味着这里的引力较弱，膨胀速率比周围高——也就是说，空洞在“膨胀得更快”。通过测量空洞内星系的红移，天文学家发现：空洞中心区域的星系红移比边缘高约0.01（相当于膨胀速率快1%）。这验证了“backrea”理论——即大尺度结构的密度差异，会影响宇宙的整体膨胀，而不是“均匀膨胀”。
3. “空洞形成”的谜题：为什么这里这么空？
尽管冷暗物质模型能解释空洞的存在，但“为什么牧夫座空洞这么大、这么空？”仍然是未解之谜。目前有两种主流理论：
初始密度波动：宇宙早期的量子涨落（cmb中的微小温度差异）导致了密度差异。牧夫座空洞所在的区域，初始密度就比周围低，因此在暗物质引力作用下，这里的物质无法聚集，形成了巨大的空洞；
“宇宙空洞合并”：小的空洞会逐渐合并成大的空洞。牧夫座空洞可能是多个小空洞合并的结果——比如，10亿年前，两个直径1亿光年的空洞合并，形成了今天的2.5亿光年空洞。
四、牧夫座空洞的“邻居”：宇宙大尺度结构的“拼图”
牧夫座空洞不是孤立的——它是宇宙大尺度结构“泡沫”的一部分。
1. 宇宙的“纤维状