中国科学院国家天文台计算宇宙学团组博士研究生谢利智领衔的研究团队，利用标准宇宙学框架下的暗物质模拟，结合星系形成模型，从理论上系统研究这个问题，解决了标准宇宙学领域的本地空洞危机。该发现即将发表于国际学术期刊《皇家天文学会月报》(MNRAS）4月刊上（Xie L., Gao, L. &Guo Q., MNRAS in press, arxiv:1401.6459)。

　　上世纪80年代，天文学家们通过近邻宇宙的全天区巡天发现，本星系群附近存在一个星系数密度极低且体积极大的天区，这个特别的天区后来被命名为本地空洞。现代宇宙学的开创者、第一届邵逸夫天文学奖获得者James Peebles于2010年在世界权威杂志《自然》撰文指出，本地空洞极低的星系数密度无法在标准宇宙学框架中解释。要解释此现象，可能要引入未知的“第五种力”。此后，本地空洞现象一直被业界认为是标准宇宙学的一个挑战。

　　谢利智等人使用最新的星表，重新估计了本地空洞的实际大小和包含的星系数目，并在数值模拟中选取的77个类似本星系群的系统中寻找类似的结构。经分析发现，其中11个模拟本星系群周围存在和观测中的本地空洞相似的空洞区域，约占总样本的15%。模拟中的空洞样本不但在体积以及星系数密度和观测类似，投影图像也颇为相近（见下图）。经分析发现，本地空洞有极低星系的数密度的原因有两个。第一，本地空洞分布在宇宙的低暗物质密度区域，在此类区域星系的宿主——暗物质晕的数密度比宇宙平均密度区域低很多。第二，宇宙低密度区形成的暗晕形成较晚，所以导致该区域暗晕的恒星形成效率较低。这两个因素共同作用，便形成了这个奇异的本地空洞。

　　此结果充分表明，本地空洞极低的星系数密度完全可以由标准宇宙学框架下的星系形成理论来解释，从而解决了目前挑战标准宇宙学下的一个危机。

　　上两图为银河系近邻星系分布的投影图。上图为观测中的本地星系群星系分布；下图给出6个数值模拟类本地星系群星系分布。图中每一个黑点代表一个星系，红色的十字代表空洞物理空间中实际星系。