Na pierwszy rzut oka mogą wydawać się zupełnie puste. Jednak ogromne kosmiczne pustki, rozciągające się na dziesiątki, a nawet setki milionów lat świetlnych, wcale nie są próżnią. Choć pozbawione galaktyk i materii w klasycznym rozumieniu, odgrywają kluczową rolę w ewolucji całego wszechświata.
W największej skali wszechświat przypomina prawdziwą gąbkę. Tak samo jak w gąbce, materia zwyczajna układa się w swoistą pajęczynę, tzw. kosmiczną sieć. Między wszystkimi tymi pasmami materii — tak jak w gąbce — znajdują się mniejsze i większe pustki.
Czytaj także: Tak wygląda kosmiczna sieć w odległych rejonach wszechświata. Pierwsze takie zdjęcia
Nawet najmniejsze z tych pustek mają co najmniej 20 milionów lat świetlnych średnicy. Największe ciągną się przez setki milionów lat świetlnych. Należy jednak pamiętać, że nie są one całkowicie pozbawione zawartości. W ich wnętrzach naukowcy czasem odnajdują odosobnione, słabo świecące galaktyki karłowate. Do ich wykrycia potrzeba jednak teleskopów o wyjątkowo wysokiej czułości.
Jeszcze trudniejsze do zaobserwowania są struktury utworzone przez ciemną materię — tajemniczą substancję, która nie emituje ani nie odbija światła, a zdradza swoją obecność wyłącznie poprzez oddziaływania grawitacyjne. W gęstszych rejonach wszechświata ciemna materia skupia się w „grudki”, przyciągając zwykłą materię i umożliwiając formowanie się gwiazd i galaktyk. W pustkach ilość ciemnej materii jest zbyt mała, by zasilić powstawanie jasnych struktur. A jednak symulacje komputerowe sugerują, że nawet tutaj istnieją cienkie pasma i włókna ciemnej materii, tworzące miniaturową wersję kosmicznej sieci — zbyt słabą, byśmy mogli ją bezpośrednio dostrzec.
Prawdziwa pustka kosmiczna, nawet najbardziej pusta, wcale nie jest pusta.
W najgłębszych rejonach pustek nie ma jednak nawet ciemnej materii. Są to najbardziej odizolowane obszary całego kosmosu. Dla porównania: średnia gęstość wszechświata wynosi około jednego atomu wodoru na metr sześcienny. W sercu prawdziwej pustki gęstość ta może być ponad sto razy mniejsza. Aby to sobie uzmysłowić, wyobraź sobie przestrzeń wielkości boiska piłkarskiego, w której znajduje się zaledwie jeden atom wodoru i nic więcej.
Czytaj także: Ten obszar wszechświata jest wyjątkowo pusty. Tajemnicza przestrzeń od lat zastanawia astronomów
Mimo tak skrajnej pustki te obszary nie są całkowicie pozbawione zawartości. Cały wszechświat — także pustki — wypełnia mikrofalowe promieniowanie tła (CMB). To słaba poświata pochodząca z czasów zaledwie 380 tysięcy lat po Wielkim Wybuchu. Choć obecna wszędzie, ma tak niską energię i jest tak silnie przesunięta ku czerwieni, że praktycznie nie wpływa na fizykę tych regionów.
Znacznie większe znaczenie ma jednak coś jeszcze bardziej tajemniczego — ciemna energia. Jak by nie patrzeć, stanowi ona aż 70% całkowitej energii wszechświata, ale jest zupełnie niewidoczna. W gęstych obszarach jej działanie jest maskowane przez obecność materii i oddziaływań grawitacyjnych. Ale w prawdziwych pustkach kosmicznych, gdzie nie ma prawie niczego, ciemna energia może działać swobodnie — rozszerzając przestrzeń i stopniowo oddzielając od siebie wszystkie inne struktury kosmiczne. To właśnie tam, w tych bezkresnych i samotnych rejonach, ciemna energia dominuje najbardziej.
Kosmiczne pustki, dalekie od bycia zwykłymi lukami w krajobrazie wszechświata, są niezwykle ważne dla zrozumienia jego struktury i ewolucji. Skrywają niewidzialne siły — ciemną materię i ciemną energię, a to one tak naprawdę kształtują losy wszechświata.