在宇宙学中存在一个最为基础的原理,名为各向同性,意思是不管观察者身处何处,也不论观察的方向怎样,宇宙总是以相同的模样呈现在观察者面前。以地球作为原点,以 465 亿光年为半径画出一个球体,这便是当下宇宙学观测的极限,也被称作哈勃体积。
为何天文学家笃定,人类永远无法抵达宇宙边界?
然而需要留意的是,可观测宇宙仅仅是整个宇宙的一小部分,所以它的边界绝非宇宙的边界,这就如同飞出地球并不等同于飞出太阳系一样。依据爱因斯坦的广义相对论,天文学家觉得宇宙的体积是有限的,但其边界却是无限的。
咱们拿蚂蚁来打比方,如果把小蚂蚁放置在气球的表面,它能够朝着任何能够想象得到的方向奔跑任意长的时间,却不会碰到一个明确的边缘。所以在昆虫看来,它就仿佛在一个无比巨大的结构上移动。当下的我们就如同宇宙中的蚂蚁,即便驾驶着光速飞船,我们也无法飞出本宇宙,甚至连任何阻碍都碰不到,因为宇宙是一个闭合的球面,我们实际上是在环绕宇宙航行,最终只会回到起始点罢了。
宇宙学家安德烈·莱恩觉得,我们的宇宙并非代表万物的总和,而仅仅是无限的子宇宙链条中一个极其微小的环节。因此自宇宙大爆炸以来,宇宙的大部分区域会持续以膨胀的方式拓展,而这种发展只会在一些类似气泡状的局部区域停止。所以每个宇宙世界或许都包含着自身的自然常数值,因而也包含着全然不同的物理定律。
从理论上来说,各个部分的宇宙甚至有可能相互接触。例如我们宇宙现阶段的膨胀,未来有可能会与另一个宇宙合并,而并非无限膨胀下去。不过倘若宇宙无限膨胀,那么膨胀的速度越快,它就会变得越寒冷。由于暗能量的影响加快了宇宙的膨胀,依照我们目前的知识水平,各个星系之间的空间也会不断增大。因此光子最终将会红移到难以辨认的程度,一旦用于形成新恒星的气体耗尽,已经存在的天体消失,宇宙就会变得漆黑一片。
在这种情形下,飞船的速度必然是赶不上宇宙走向终结的速度的。还有一些天文学家认为,宇宙的终结绝非不可逆转的终结,而是为新宇宙的诞生铺平了道路。因此实际上宇宙处在一个稳定的衰落和上升的循环之中,这种节奏的转变点不能称作大爆炸,而应当称作大反弹,也就是从膨胀到坍缩再到重新膨胀的过程。
总体而言
在光速被限制在每秒 30 万公里的状况下,宇宙的边界更像是水中的月亮,我们能够确定它的存在,但是要抵达它首先就需要超越光速,而这是不可能实现的。所以在能够预见的未来,有关宇宙边界的一系列问题,都依旧只能是未解之谜。
领取专属 10元无门槛券
私享最新 技术干货