Khoang trong vu tru (tieng Anh: void) la khoang khong gian rong lon giua cac soi thien ha (cau truc co quy mo lon nhat trong vu tru), chua rat it hoac khong co thien ha. Khoang trong vu tru thuong co đuong kinh tu 10 đen 100 megaparsec; cac khoang trong đac biet lon, đuoc xac đinh boi su vang mat cua cac Sieu đam thien ha, đuoc goi la supervoid. Chung co it hon mot phan muoi mat đo vat chat trung binh so voi su phong phu vat chat đuoc coi la đien hinh cua vu tru quan sat đuoc. Chung đuoc phat hien lan đau tien vao nam 1978 trong mot nghien cuu tien phong cua Stephen Gregory va Laird A. Thompson tai Đai thien van quoc gia Kitt Peak.
Cac khoang trong vu tru đuoc cho la đuoc hinh thanh boi cac dao đong am thanh baryon trong Vu No Lon, su sup đo cua khoi luong theo sau boi cac tac đong cua vat chat baryonic bi nen. Bat đau tu nhung bat đang huong nho ban đau xuat phat tu nhung dao đong luong tu trong vu tru so khai, nhung di huong đa phat trien quy mo lon hon theo thoi gian. Cac khu vuc co mat đo cao hon sup đo nhanh hon duoi luc hap dan, cuoi cung dan đen cau truc giong nhu bot, quy mo lon hoac "mang luoi vu tru" cua cac khoang trong vu tru va cac soi thien ha đuoc nhin thay ngay nay. Cac khoang trong nam trong moi truong mat đo cao nho hon cac khoang trong nam trong khong gian mat đo thap cua vu tru.
Cac khoang trong duong nhu tuong quan voi nhiet đo quan sat đuoc cua nen vi song vu tru (CMB) do Hieu ung Sachs Wolfe. Cac vung lanh hon tuong quan voi cac khoang trong va cac vung nong hon tuong quan voi cac soi vi su dich chuyen đo hap dan. Vi Hieu ung Sachs Wolfe chi co y nghia neu vu tru bi chi phoi boi buc xa hoac nang luong toi, su ton tai cua cac khoang trong vu tru co y nghia trong viec cung cap bang chung vat ly cho nang luong toi.


Cau truc quy mo lon Cau truc Vu tru cua chung ta co the đuoc chia thanh cac thanh phan co the giup mo ta cac đac điem cua tung khu vuc trong vu tru. Đay la cac thanh phan cau truc chinh cua moi đia điem vu tru:

Voids (Khoang trong) - vung rong lon, phan lon hinh cau voi mat đo trung binh vu tru rat thap, đuong kinh len toi 100 megapixel (Mpc).
"Tuong" - khu vuc chua mat đo trung binh trong vu tru đien hinh ve đo phong phu vat chat. "Tuong" co the đuoc chia nho thanh hai cau truc nho hon:
Cac cum - khu vuc tap trung cao, noi cac buc tuong gap nhau va giao nhau, them vao kich thuoc tac đong cua buc tuong đia phuong.
Cac soi nho - nhanh phan nhanh cua cac buc tuong co the keo dai hang chuc megapixel.
Voids co mat đo trung binh nho hon mot phan muoi mat đo trung binh cua vu tru. Đieu nay đuoc xem la mot đinh nghia mac du khong co đinh nghia duy nhat nao ve nhung gi cau thanh mot void (khoang trong). Gia tri mat đo vat chat đuoc su dung đe mo ta mat đo trung binh vu tru thuong dua tren ty le so luong thien ha tren mot đon vi the tich thay vi tong khoi luong cua vat chat chua trong mot đon vi the tich.


Lich su va kham pha Cac khoang trong vu tru la mot chu đe nghien cuu cua vat ly thien van bat đau vao giua nhung nam 1970 khi cac cuoc nghien cuu ve dich chuyen đo tro nen pho bien hon va khien hai nhom cac nha vat ly thien van khac nhau vao nam 1978 xac đinh cac sieu sao va cac khoang trong trong su phan bo cac thien ha va cum Abell trong mot khu vuc rong lon. Cac khao sat dich chuyen đo moi đa cach mang hoa linh vuc thien van hoc bang cach them chieu sau vao cac ban đo hai chieu cua cau truc vu tru, von tap trung day đac va chong cheo, cho phep lap ban đo ba chieu đau tien cua vu tru. Trong cac khao sat dich chuyen đo, đo sau đuoc tinh tu cac dich chuyen đo rieng le cua cac thien ha do vu tru gian no theo đinh luat Hubble.


= Dong thoi gian =
Mot "dong thoi gian" tom tat ve cac su kien quan trong trong pham vi cac khoang trong vu tru tu thuo ban đau đen thoi gian gan đay đuoc liet ke duoi đay:

1961 - Cau truc quy mo lon nhat vu tru nhu "cum sao thu hai", mot loai Sieu đam thien ha, đa gay chu y toi cong đong thien van.
1978 - Hai bai bao đau tien ve chu đe cua cac khoang trong trong Vu tru quan sat đuoc đa đuoc xuat ban trich dan cac khoang trong đuoc tim thay o tien canh cua cum Coma/A1367.
1981 - Phat hien mot khoang trong lon o vung Muc Phu tren bau troi co đuong kinh gan h−1 Mpc (sau nay đuoc tinh toan lai la khoang 34 h−1 Mpc).
1983 - Mo phong may tinh đu phuc tap đe cung cap ket qua tuong đoi đang tin cay ve su tang truong va tien hoa cua Vu tru quan sat đuoc mang lai cai nhin sau sac ve cac đac điem chinh cua phan bo thien ha.
1985 - Chi tiet ve cau truc sieu lop va khoang trong cua vung Perseus-Song Ngu đa đuoc khao sat.
1989 - Trung tam Khao sat Vat ly thien van cho thay cac khoang trong lon, cac soi sac nhon va cac buc tuong bao quanh chung thong tri cau truc quy mo lon cua vu tru.
1991 - Khao sat dich chuyen đo Las Campanas đa xac nhan su phong phu cua cac khoang trong trong cau truc quy mo lon cua vu tru (Kirshner va cong su. 1991).
1995 - So sanh cac khao sat thien ha đuoc lua chon toi uu đa cho thay cac khoang trong giong nhau đuoc tim thay bat ke lua chon mau nao.
2001 - Khao sat dich chuyen đo hai đo đa hoan thanh bo sung mot luong lon cac khoang trong đang ke vao co so du lieu cua tat ca cac khoang trong vu tru đa biet.
2009 - Du lieu Khao sat bau troi ky thuat so Sloan (SDSS) ket hop voi cac khao sat quy mo lon truoc đay hien cung cap cai nhin đay đu nhat ve cau truc chi tiet cua cac khoang trong vu tru.


Phuong phap xac đinh Khi quan sat vu tru, co mot so cach thuc đe tim ra cac khoang trong vu tru. Trong nhieu thuat toan khac nhau, hau nhu tat ca đeu thuoc mot trong ba loai co ban. Lop đau tien bao gom cac cong cu tim khoang trong vu tru bang viec co gang tim cac vung khong gian trong dua tren mat đo thien ha đia phuong. Lop thuat toan thu hai la nhung lop co gang tim cac khoang trong thong qua cac cau truc hinh hoc theo phan bo vat chat toi cua cac thien ha đuoc đe xuat. Lop thu ba la xac đinh cau truc mot cach linh hoat bang cach su dung cac điem khong on đinh ve trong luc trong phan phoi vat chat toi. Ba phuong phap pho bien nhat thong qua nghien cuu cac khoang trong vu tru đuoc liet ke duoi đay:


= Thuat toan Void Downloader =
Phuong phap đau tien su dung moi thien ha trong danh muc lam muc tieu va sau đo su dung Phuong phap xap xi lan can gan nhat đe tinh mat đo vu tru trong vung chua nam ben trong ban kinh hinh cau đuoc xac đinh boi khoang cach đen thien ha gan nhat thu ba. El Ad & Piran đa gioi thieu phuong phap nay vao nam 1997 đe su dung nhu mot phuong phap nhanh chong va hieu qua trong chuan hoa viec lap danh muc cac khoang trong vu tru. Khi cac o hinh cau đuoc khai thac tu tat ca cac du lieu cau truc, moi o đuoc mo rong cho đen khi mat đo tro ve gia tri mat đo tuong chan du kien trung binh. Mot trong nhung đac điem noi nhat cua cac vung trong la ranh gioi cua chung rat khac biet va đuoc xac đinh, voi mat đo trung binh vu tru bat đau o muc 10% ben trong chung va nhanh chong tang len 20% o ria va sau đo đen 100% o cac buc tuong ngay ben ngoai cac canh. Cac buc tuong con lai va cac vung trong chong lap sau đo đuoc đua vao tuong ung, cac vung rieng biet va đan xen cua cac soi thien ha, cum thien ha va cac khoang trong gan nhu trong rong. Bat ky su chong cheo nao cua hon 10% voi cac khoang trong đa biet đeu đuoc coi la cac tieu vung trong cac khoang trong đa biet. Tat ca cac khoang trong đuoc đua vao danh muc co ban kinh toi thieu 10 Mpc đe đam bao tat ca cac khoang trong đuoc xac đinh khong bi vo tinh phan loai do loi lay mau.


= Vung giap ranh voi thuat toan voidness (ZOBOV) =
Thuat toan lop thu hai đac biet nay su dung ky thuat hinh hoc đa dang Voronoi va cac hat bien gioi gia đe phan loai cac vung dua tren đuong vien tuong phan mat đo cao voi đo lech cuc thap. Neyrinck đa gioi thieu thuat toan nay vao nam 2008 voi muc đich gioi thieu mot phuong phap khong chua cac tham so tu do hoac cac hinh thuc gia đinh hinh dang. Do đo, ky thuat nay co the tao ra cac vung trong co hinh dang va kich thuoc chinh xac hon. Mac du thuat toan nay co mot so loi the ve hinh dang va kich thuoc, no thuong bi chi trich vi đoi khi cung cap ket qua đuoc xac đinh roi rac. Vi no khong co tham so tu do, nen no chu yeu tim thay cac khoang trong nho va tam thuong, mac du thuat toan co y nghia thong ke tren moi khoang trong ma no tim thay. Mot tham so co y nghia vat ly co the đuoc ap dung đe giam so luong khoang trong tam thuong bang cach nhan ra mat đo toi thieu đen ty le mat đo trung binh it nhat la 1:5. Khoang trong phu cung đuoc xac đinh bang cach su dung qua trinh nay, đieu nay đat ra nhieu cau hoi triet hoc hon ve nhung gi đu đieu kien la mot khoang trong. Cac cong cu tim kiem trong nhu VIDE dua tren ZOBOV.


= Thuat toan phan tich khoang trong đong (DIVA) =
Phuong phap lop thu ba nay khac biet lon so voi hai thuat toan truoc đuoc liet ke. Khia canh noi bat nhat la no đoi hoi mot đinh nghia khac ve y nghia cua nhung gi la mot khoang trong. Thay vi quan niem chung rang mot khoang trong la mot vung khong gian co mat đo trung binh vu tru thap; mot lo hong trong su phan bo cac thien ha, no xac đinh cac khoang trong la cac khu vuc ma vat chat đang thoat ra; tuong ung voi phuong trinh trang thai nang luong toi, Trung tam khoang trong w. đuoc coi la nguon ban đau cua pham vi dich chuyen ky hieu la Sψ. Muc đich cho su thay đoi đinh nghia nay đa đuoc Lavaux va Wandelt trinh bay vao nam 2009 nhu la mot cach đe xac đinh cac khoang trong vu tru sao cho cac tinh toan phan tich chinh xac co the đuoc thuc hien tren cac tinh chat đong hoc va hinh hoc cua chung. Đieu nay cho phep DIVA kham pha rat nhieu tinh chat elip cua cac khoang trong va cach chung phat trien trong vu tru quan sat đuoc, ve sau dan đen viec phan loai ba loai khoang trong khac nhau. Ba lop hinh thai nay la cac khoang trong thuc, cac khoang trong mong va cac khoang trong phan manh. Mot chat luong đang chu y khac la mac du DIVA cung co sai lech chuc nang lua chon giong nhu cac phuong phap lop đau tien thuc hien, DIVA đa sang tao sao cho đo lech nay co the đuoc hieu chinh chinh xac, dan đen ket qua đang tin cay hon nhieu. Nhieu thieu sot cua phuong phap hon hop Lagrangy-Eulery ton tai. Mot vi du la ket qua tinh cac khoang trong tu phuong phap nay thuc chat khac voi cac khoang trong đuoc tim thay boi cac phuong phap khac, đieu nay khien cho viec so sanh tat ca cac điem du lieu giua cac ket qua cua cac thuat toan khac nhau tro nen rat kho khan.


= Kiem tra đo ben =
Khi mot thuat toan đuoc trinh bay đe tim ra thu ma no coi la khoang trong vu tru, đieu quan trong la nhung phat hien cua no gan khop voi nhung gi đuoc mong đoi boi cac mo phong va mo hinh hien tai cua vu tru quan sat đuoc. Đe thuc hien đieu nay, so luong, kich thuoc va ty le cung nhu cac đac điem khac cua cac khoang trong đuoc thuat toan tim thay sau đo đa đuoc kiem tra bang cach đat du lieu gia thong qua mo phong Particle Hydrodynamic Halo, mo hinh ΛCDM hoac mo phong đang tin cay khac. Mot thuat toan manh hon nhieu neu du lieu cua no phu hop voi ket qua cua cac mo phong nay cho mot loat cac tieu chi đau vao (Pan va cong su. 2011).


Y nghia Khoang trong vu tru đa đong gop đang ke vao su hieu biet hien đai ve vu tru, voi cac ung dung tu viec lam sang to su hieu biet hien tai ve nang luong toi, đen tinh chinh va han che cac mo hinh tien hoa vu tru. Mot so ung dung pho bien đuoc đe cap chi tiet duoi đay.


= Nang luong toi =
Su ton tai đong thoi cua cac cum thien ha va thien ha lon nhat đuoc biet đen cho thay khoang 70% nang luong toi trong vu tru hien tai, phu hop voi du lieu moi nhat tu nen vi song vu tru. Cac khoang trong hoat đong nhu bong bong vu tru nhay cam voi nhung thay đoi vu tru nen. Đieu nay co nghia la su tien hoa ve hinh dang cua mot khoang trong la mot phan ket qua cua su gian no cua vu tru. Vi su tang toc nay đuoc cho la do nang luong toi gay ra, nghien cuu su thay đoi hinh dang cua khoang trong trong mot khoang thoi gian co the đuoc su dung đe han che mo hinh ΛCDM tieu chuan hoac tinh chinh them gia thuyet Quintessence + Cold Dark Matter (QCDM) va cung cap nang luong toi chinh xac hon phuong trinh trang thai. Ngoai ra, nghien cuu su phong phu cua cac khoang trong la mot cach kha thi nhat đe han che phuong trinh nang luong toi cua trang thai.


= Neutrino =
Do khoi luong rat nho cua neutrino va su tuong tac cuc ky yeu voi cac vat chat khac, chung se chay tu do vao va ra cac khoang trong nho hon dong chay neutrino tu do muc trung binh. Đieu nay co anh huong đen su phan bo kich thuoc va đo sau cua cac khoang trong va du kien se co the thuc hien đuoc voi cac khao sat thien van trong tuong lai (vi du ve tinh Euclid) đe đo tong khoi luong cua tat ca cac loai neutrino bang cach so sanh cac tinh chat thong ke cua cac mau khoang trong vu tru đuoc du đoan ly thuyet.


= Cac mo hinh hinh thanh va tien hoa thien ha =

Cac khoang trong vu tru chua hon hop cac thien ha va vat chat hoi khac so voi cac khu vuc khac trong vu tru. Su pha tron đoc đao nay ho tro buc tranh hinh thanh thien ha đuoc du đoan trong cac mo hinh vat chat toi lanh đang tin cay cua Gaussian. Hien tuong nay cung cap mot co hoi đe sua đoi moi tuong quan mat đo hinh thai - mat đo co su khac biet voi cac khoang trong nay. Nhung quan sat nhu moi tuong quan mat đo hinh thai co the giup kham pha nhung khia canh moi ve cach cac thien ha hinh thanh va phat trien tren quy mo lon. O quy mo đia phuong hon, cac thien ha cu tru trong cac khoang trong co cac đac tinh hinh thai va quang pho khac nhau so voi cac thien ha nam trong cac buc tuong. Mot đac điem đa đuoc tim thay la cac khoang trong đa đuoc chung minh la co chua mot phan lon thien ha starburst tre va nong hon đang ke nhung ngoi sao tre, nong bong khi so sanh voi cac mau thien ha tren tuong.


= Bat thuong trong di huong =
Cac điem lanh trong nen vi song vu tru, chang han nhu điem lanh WMAP đuoc tim thay boi May do di huong vi song Wilkinson, co the đuoc giai thich bang mot khoang trong vu tru cuc lon co ban kinh ~ 120 Mpc, mien la hieu ung Sachs–Wolfe tich hop muon đuoc tinh toan trong cac giai phap co the. Su bat thuong trong sang loc CMB hien đang đuoc giai thich tiem nang thong qua su ton tai cua cac khoang trong lon nam duoi đuong ngam cac điem lanh.


= Tang toc mo rong vu tru =
Mac du nang luong toi hien đang la giai thich pho bien nhat cho su tang toc trong qua trinh gian no cua vu tru, mot ly thuyet khac giai thich rang co kha nang thien ha cua chung ta la mot phan cua khoang trong vu tru. Theo ly thuyet nay, mot moi truong nhu vay co the dan đen nhu cau nang luong toi đe giai quyet van đe voi gia toc quan sat đuoc. Khi nhieu du lieu thu thap đuoc ve chu đe nay, đa lam thay đoi giai phap thuc te trong viec giai thich ΛCDM hien tai, du phan lon cac giai thich von đa bi suy giam nhung khong phai tat ca chung bi bo qua.


= Ly thuyet hap dan =
Nghien cuu su phong phu cua cac khoang trong, đac biet khi ket hop voi su phong phu cua cac cum thien ha, la mot phuong phap đay hua hen đe kiem tra đo chinh xac cua đo lech so voi thuyet tuong đoi rong tren quy mo lon va o cac khu vuc mat đo thap.

Mat trong cua cac lo rong duong nhu thuong tuan thu cac thong so vu tru khac voi cac vu tru đa biet. Chinh vi đac điem đoc đao nay ma cac khoang trong vu tru đuoc tao ra trong cac phong thi nghiem lon, nham nghien cuu cac tac đong cua cum hap dan va toc đo tang truong đoi voi cac thien ha, cung nhu cau truc đia phuong khi cac thong so vu tru co gia tri khac voi vu tru ben ngoai. Do quan sat cac khoang trong lon hon chu yeu van o che đo tuyen tinh, voi hau het cac cau truc ben trong the hien su đoi xung hinh cau trong moi truong thieu thon; nghia la, mat đo thap dan đen cac tuong tac hap dan hat-hat gan nhu khong đang ke se xay ra trong mot khu vuc co mat đo thien ha binh thuong. Cac mo hinh thu nghiem cac khoang trong vu tru co the đuoc thuc hien voi đo chinh xac rat cao. Cac thong so vu tru khac nhau o nhung khoang buoc song la Ωm, ΩΛ, va H0.


Xem them Danh sach cac cau truc vu tru lon nhat


Tham khao Lien ket ngoai Cosmicvoids.net Luu tru ngay 3 thang 5 nam 2014 tai Wayback Machine
Animated views of voids and their distribution Luu tru ngay 20 thang 3 nam 2013 tai Wayback Machine from Hume Feldman with Sergei Shandarin, Dept. Physics and Astronomy, University of Kansas, Lawrence, KS, USA.
Visualization of Nearby Large-Scale Structures Fairall, A. P., Paverd, W. R., & Ashley, R. P.
Hierarchical structure and dynamics of voids Luu tru ngay 4 thang 5 nam 2014 tai Wayback Machine arXiv:1203.0248