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宇宙膨脹了138億年,暗示外面還有空間,那宇宙外面又是什麼?
2023/01/05

人類從地球走出去發現了太陽系,又從太陽系出發發現了銀河系,再從銀河系繼續探索,發現了更多的本群星系、超星系和星際空間復合體......

哈勃太空望遠鏡拍攝的宇宙空間畫面來看,我們所處的宇宙遠處一片黑暗,但也不難猜到其似乎沒有邊界。那些遠處依舊散發著微弱光芒、并且不斷遠離地球的星系,看上去正和銀河系一樣。

宇宙膨脹觀點正是基于星系之間不斷增加的位置距離而推斷出來的,從宇宙大爆炸開始,一個奇點慢慢膨脹,越來越大,許多星際物質逐漸在其中心形成了不同的天體系統,并且越來越多,宇宙膨脹也越來越大。

但宇宙到底有多大呢?宇宙之外又是什麼?

人類的視線

從小小的太陽系跳出來,人類發現銀河系才是太陽系的中心,但是至今,我們似乎還沒有找到太陽系的邊界,更別說銀河系之上的宇宙大小。

人類目前能夠將眼光延伸到的太空中最遠的地方,就是哈伯太空望遠鏡拍攝的攝哈勃超深空影像,遠在130多億光年之外,但是這只是人類目前「可觀測」的宇宙空間,還有更廣的空間沒有被目前的人類科學所觀測到。

以地球為觀測中心,人類對宇宙的半徑測量已經達到了465億光年之外。但眾所周知,地球連銀河系的中心都不是,也更不在宇宙的中心區域(至少目前觀測到的不是),甚至還處于室女座超星系團的邊緣。

所以,真實的宇宙遠不會只有人類觀測到的那麼大,這個半徑距離說不定都只是宇宙的很小一部分空間大小。

宇宙的大小

愛因斯坦認為,我們所處的宇宙是有時間和空間組成的;華夏戰國末期的尸子也說「四方上下曰宇,往古來今曰宙」,同樣包含時間和空間。所以宇宙實際上是一個時間和空間額總和,然而時間是沒有邊界可言的。

那麼宇宙這個空間應該會是多大?要討論宇宙空間的大小,明顯是一個很不理性的選擇,這容易使個人的禿頭雪上加霜。

從宇宙大爆炸理論來說,宇宙大爆炸后迅速膨脹,形成龐大的宇宙空間,并且已經不斷地延伸了138億年。根據引力波的影響傳播規律,科學家發現宇宙中的星系之間距離在不斷拉大,甚至是超光速遠離。

從這里面我們可以大概認為,宇宙的空間并不是一個平面。如果我們將宇宙膨脹看作是一個氣球的大小變化,從其中心出發,一直沿著直線距離往前,會不會到達宇宙的邊界?這樣觀點其實是在人類對于空間的測量中延伸出來問題。

如果要界定宇宙的「內」和「外」,那麼就要擬定一個限制,比如以拉尼亞凱亞超星系團為準,那麼宇宙之外還有很多類似于拉尼亞凱亞超星系團的星系空間和物質。但顯然,這個超星系團并不足以代表宇宙。

宇宙有沒有邊界?

在個人看來,「宇宙的邊界」這個說法本身就是一個偽命題。因為這個限定條件并不好找,除了人類所觀測范圍的最大限度之外,比如以空間中的星際物質物質為參考,來判定宇宙的大小界限。

宇宙大爆炸開始了宇宙空間的形成與膨脹,那麼我們將這次大爆炸所形成的高能粒子碰撞產生的物質作為限定來看,并且形成了很多分散的星際系統。

從人類目前的觀測數據來看,宇宙膨脹并不是像前面說的那樣像一個氣球般膨脹,而是完全沒有辦法摸到邊界的整體外放,四面八方都其空間的延伸。

除了那些能觀測到的物質以外,宇宙中還有很多不能以具象形式表達出來的客觀存在,比如輻射、能量和暗物質等。雖然不能被看見,但它們卻幾乎無處不在。

所以,宇宙并不存在實際意義上的邊界,現在人類所理解的宇宙空間距離,都是建立在目前能力觀測范圍之上。

依舊以宇宙大爆炸為例,如果奇點大爆炸才形成了宇宙,而且宇宙大爆炸之后還在膨脹,那麼這個膨脹的空間上限又是哪里?如果能將這個空間看作宇宙的「外面」,那這個「外面」又會有些什麼呢?

宇宙之外

有科學家認為,正如宇宙中存在多個銀河系一樣,在宇宙沒有完全延伸到達的「外部」空間,也會存在多個宇宙。

和宇宙中的能量運動規律類似,這些不同的宇宙也有相似的物質規律,像是宇宙的「分身」 ,只是這樣的「分身」可能也存在無數個,而人類目前沒有機會可以觀測到它們。

那麼在這些不同的宇宙之間還沒有膨脹到達的地方,又是什麼充斥這這個空間?整個一片都是「虛無」嗎?

這樣的宇宙空間還會膨脹嗎?多個宇宙如果存在的話,會不會就是所謂的相對時空?最后它們會因為膨脹而發生交疊重合,進而引起新一輪碰撞嗎?

宇宙的話題永遠都是一個無限糾纏卻又吸引著人的神奇的存在,讓人難以捉摸的同時卻又欲罷不能。

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