自人類仰望星空以來,就在不斷思索有關(guan) 宇宙的重大問題。我們(men) 想要知道我們(men) 生活在宇宙的何處,宇宙存在了多長時間,宇宙的盡頭在哪裏,宇宙的外麵又是什麽(me) 。
隨著現代天文學的發展,這些問題已經開始得到初步解答。我們(men) 所生活的太陽係位於(yu) 銀河係的一隅,銀河係屬於(yu) 本星係群的一員,本星係群之上還有室女座超星係團,而室女座超星係團又是拉尼亞(ya) 凱亞(ya) 超星係團的一部分。
根據普朗克衛星傳(chuan) 回的數據來計算,宇宙的誕生時間可以追溯到大約138億(yi) 年前。最初的宇宙是一個(ge) 無窮小的奇點,後來宇宙不斷膨脹,變得越來越大。目前,我們(men) 所能觀測到的宇宙半徑為(wei) 465億(yi) 光年,地球處於(yu) 中心。
當然,這並不是宇宙的全部,也不是說地球是宇宙的中心。因為(wei) 光速和宇宙誕生時間的限製,遙遠宇宙的光還沒有足夠的時間來穿越浩瀚的空間,到達地球上,所以我們(men) 根本看不到可觀測宇宙之外的宇宙。
宇宙微波背景輻射表明,宇宙是各向同性的,所以可觀測宇宙裏麵和外麵看起來都是差不多的,都存在各種星係,星係中又包含著很多的恒星。由於(yu) 空間的超光速膨脹,目前的宇宙其實非常大,我們(men) 所能看到的宇宙隻是整個(ge) 宇宙的一小部分。
但我們(men) 無法接收到可觀測宇宙外麵的光,所以我們(men) 並不能直接測量出整個(ge) 宇宙的盡頭在哪裏。根據已有數據的推測,整個(ge) 宇宙的半徑可能達到12萬(wan) 億(yi) 光年,或者比這大得多。
需要注意的是,誕生宇宙的奇點最初並不在一個(ge) 巨大而又空無的空間中,宇宙沒有膨脹到虛無的空間中,而是奇點的膨脹創造了空間本身。另一方麵,空間的膨脹不受相對論限製,其膨脹速度遠超光速。
既然我們(men) 無法知道整個(ge) 宇宙的確切大小,也就不清楚宇宙的外麵到底有什麽(me) 。不過,基於(yu) 現有理論和觀測數據,我們(men) 可以對宇宙的外麵進行一番合理推測。
這個(ge) 問題要從(cong) 宇宙形狀說起。根據愛因斯坦的廣義(yi) 相對論,物質和能量會(hui) 壓彎原本平坦的空間。宇宙中存在著很多的物質和能量,那麽(me) ,空間會(hui) 被彎曲到什麽(me) 程度呢?
第一種可能性,宇宙中的物質和能量密度等於(yu) 宇宙臨(lin) 界密度,整個(ge) 宇宙空間將會(hui) 是平坦的。第二種可能性,宇宙中的物質和能量密度較低,宇宙空間將會(hui) 是開放的。第三種可能性,宇宙中的物質和能量密度較高,宇宙形狀將會(hui) 是封閉的。
對於(yu) 平坦或者開放的宇宙,整個(ge) 空間將會(hui) 無限延伸,沒有盡頭,所到之處皆為(wei) 宇宙。對於(yu) 封閉的宇宙,空間是有限的,但宇宙是無界的,這就像有限而無界的地球那樣。
如果我們(men) 生活在封閉的宇宙中,我們(men) 很難想象宇宙的外麵是什麽(me) 。因為(wei) 我們(men) 是三維空間的生物,根本無法直觀想象四維乃至更高維度的空間是什麽(me) 樣子。如果我們(men) 能夠跳出三維空間,去往更高的維度,也許就能看到宇宙的全貌和宇宙的外麵。
一些人猜測,宇宙的外麵也許還有其他宇宙,那裏的物理定律跟我們(men) 不一樣,例如,光速的大小不一樣,或者光的傳(chuan) 播速度無限快。在不同物理定律的宇宙中,可能會(hui) 誕生完全不同的生命形式,也有可能死寂一片,就連恒星這樣的天體(ti) 都無法形成。
也許宇宙的外麵是我們(men) 所熟悉的平行宇宙,它們(men) 處在不同的時間線上,我們(men) 做出的每一個(ge) 選擇,過去發生的每一件事情,都會(hui) “存儲(chu) ”於(yu) 每個(ge) 宇宙之中,甚至也包括未來的宇宙。
宇宙的外麵究竟存在什麽(me) ,我們(men) 現在根本無法知道,沒有科學家能給出確切的答案。也許根本沒有宇宙外麵,或者宇宙之外的事物遠遠超出了我們(men) 的想象。
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