在大家的想象裏，數千億如此繁多的星系壹定擠滿了整個宇宙，但實則不然，我們的宇宙中其實還存在著很多星系分布非常稀疏的區域，科學家們壹般將這類宇宙空間稱之為“空洞”。
科學探測數據顯示，假如人類能飛出銀河系，那麽在7億光年以外的地方，我們就能遇到壹片直徑約為3.3億光年的時空區域，這片時空區域就是大名鼎鼎的“牧夫座空洞”。
為什麽這裏被稱為空洞，那是因為科學家們發現這片廣闊空間裏的星系實在是太少了，3.3億光年的範圍裏竟然只有大約60個星系。沒有對比就沒有差距，要知道在宇宙的其他方向，同樣大小的空間裏，星系的平均數量普遍在10000個以上。
除了數量稀少外，牧夫座空洞裏60個星系之間的距離也非常遙遠，平均距離都在1000萬光年以上。與之相比，銀河系距離附近的仙女座星系僅僅只有220萬光年。如果牧夫座空洞內的某壹顆星球上存在智慧文明的話，那麽很長壹段時間內，這個文明的科學家也許會認為宇宙中只有它們所在壹個星系的存在。如果人類所處的銀河系剛好位於牧夫座空洞的中心話，那麽在20世紀60年代之前，科學家們將無法發現任何壹個河外星系。
除了牧夫座空洞外，宇宙中還有其他類似的區域嗎？2007年的時候，美國的天文學家就在獵戶座西南方向的波江座內發現了壹個新的空洞。這個新空洞距離地球的距離在60-100億光年之間，長度為5-10億光年，科學將其命名為“波江座空洞”，這個空洞和牧夫座空洞壹樣，裏面也只是寥落存在著很少的星系。
那麽宇宙空洞究竟是怎麽回事呢？從宇宙微波背景輻射來看，其中的“深藍色冷點”大概率都是巨型的的空洞。為何如此呢？因為當光子經過物質密度過低的空間時，其能量就會降低，從而在宇宙微波背景輻射圖上留下冷點。
宇宙中為何會出現如此多的空洞呢？在宇宙天文學裏有壹個概念叫作“各項同性”，簡單來說就是當我們從地球的四周往外觀察宇宙時，我們都會發現數量相差無幾的星系，這些星系大體均勻分布在宇宙中。為此，哈勃望遠鏡曾多次拍攝宇宙深空場，這些照片也證明了“各項同性”的正確性。
但是哈勃的能力畢竟有限，所謂的深空場照片雖然巨大，但其實也只是整個天區的壹小部分，僅僅是滿月的1/6天區長時間曝光的結果。當科學家們用射電望遠鏡對整個天區進行巡視後卻發現，宇宙間物質的分布並不是隨機均勻的，星系在宇宙大尺度上會受到引力的作用，而形成壹條條細絲狀結構。 這些細絲狀結構以超星系團為節點，構成了“宇宙網狀結構”。
當我們從整個可觀測宇宙的視角上觀測“宇宙結構”，這些細絲被稱為“宇宙長城”，而細絲與細絲之間的空間區域就是我們所知道的“宇宙空洞”。
那這些空洞是如何形成的呢？新的宇宙學模型試圖給出這壹問題的答案，在模型裏，可被觀測到的“重子物質”也就是普通物質只占據宇宙質量的5%，而暗物質的占比則為25%，暗能量的占比則為70%。可見不可觀測的暗物質和暗能量才是宇宙的主流。
宇宙模型認為，大量的暗物質為星系提供了額外的引力，這保證了星系不會分崩離析，而暗能量則在大尺度上抵消了引力，這保證了我們的宇宙正在加速膨脹。當然，對星系以及星系團來說，宇宙是否加速膨脹對他們的影響其實並不明顯，能決定天體命運的本質上只有引力。
研究認為，138億年前宇宙大爆炸發生後，對稱性的破缺導致宇宙的正反物質並未完全發生湮滅，這是造就如今物質宇宙最重要的原因之壹。但是物質就代表質量，質量就代表引力，物質始終被引力所支配。於是氫元素凝聚成了恒星，恒星匯聚成了星系，星系則在宇宙膨脹和暗物質的作用下成為了壹條條的紐帶，最終形成了我們如今看到的宇宙網狀結構。
可以這麽說，宇宙網的形成本質上是因為普通物質太少，無法布滿整個宇宙，畢竟普通物質的占比只有4.9%，相對暗物質和暗能量實在是太少了，因此普通物質無法主動去塑造這個宇宙。
值得壹提的是，牧夫座空洞其實經常會被人們和巴納德68星雲弄混，因為巴納德68星雲本質上是壹個暗星雲。這個暗星雲從外觀上來看，和宇宙空洞十分類似，但巴納德68星雲距離地球只有短短400光年，其暗區直徑也只有0.5光年，因此巴納德68星雲和牧夫座空洞的區別大著呢。