【腦洞系列】宇宙半徑465億光年,那麼465億光年之外是什麼?

薛定諤的貓 2021/07/28 檢舉 我要評論
 

哇!真的第一次見哎,知識不會,衹是姿勢不對;科學凡此種種,用人話講才能聽懂

文/天空之城團隊

 

萬事萬物都要有一個開端,宇宙也不例外。

牛頓曾認為我們的宇宙大小是恒定不變的,但後來哈勃用望遠鏡發現, 距離地球越遠的星系遠離地球的速度就越快,因此宇宙大小並非一成不變,而是在不斷膨脹。

上世紀90年代對於暗能量的研究,還揭示了宇宙膨脹是一個加速過程,也就是隨著時間的流逝,宇宙中星系與星系之間的距離會越來越大。

但不論宇宙的大小如何變化,有一個事實是顯而易見的,那就是宇宙內的所有物質都存在於「空間之內」,一旦認識到這個事實,緊隨而來的問題就是

「空間之外是什麼?」

現在的科學界很少討論這個問題,因為愛因斯坦的廣義相對論闡明了,宇宙中資訊傳遞速度的上限是光速,而宇宙從138.2億年前大爆炸誕生至今,膨脹速度都是超過光速的。

在哈勃望遠鏡的眼裡,465億光年之外的星系是不可見的,因為那裡的空間膨脹速度已經超過了光速,那裡的星系發出的光也就沒有足夠的時間飛到地球。

在半徑465億光年,直徑930億光年的「可觀測宇宙」裡, 天文學家保守估計有2000億個星系,它們都和銀河系一樣,擁有數千億顆恒星和數萬億顆行星,而對分佈在各個行星上的智慧文明來說,他們看到的宇宙也是不盡相同的。

如果此刻有個外星文明距離地球465億光年,那麼它們的天文學家是發現不了地球的,因為地球在它們的光錐之外。

現代宇宙學理論認為,由於時間和空間都是從138.2億年前的大爆炸瞬間才開始存在的,所以身處時空之內的我們, 是無法跳出時空范圍去探尋時空之外的秘密的,頗有點「不識廬山真面目,只緣身在此山中」的味道。

並且宇宙之內的自然規律以及研究方法,在宇宙之外是否同樣適用?這些都還是未知數,所以如果非要給宇宙之外下一個定義或者描述一下的話,那就是兩個字 「混沌」

在傳統的宇宙學之外,還有一些關於多元宇宙的理論,比如泡宇宙論就認為,138.2億年前塑造我們宇宙的奇點大爆炸,並不是唯一的大爆炸,換言之就是說大爆炸奇點不止一個,宇宙也不止一個。

所以在我們的宇宙之外,還存在著其他的宇宙,它們像泡泡一樣懸浮在無盡的虛空中,就像星球懸浮在無盡的宇宙中一樣,但根據愛因斯坦的四維時空觀,泡宇宙論中的「宇宙泡泡」並不是我們熟知的三維球體, 而是多了一個維度或者說「方向」的四維超球體,因此人類未來就算掌握了近光速飛船技術,也只能一次次地回到原點,就像麥哲倫當年的環球航行一樣。

歸根結底,是因為我們宇宙中的光是沿著測地線而不是直線飛行的,飛經黑洞時甚至會被彎折成閉環,所以儘管在光速飛船的駕駛者看來自己的航線並不彎曲,但由於光是彎曲的,所以「向著宇宙邊界衝鋒」的結果,只能是回到原點。

就像唯一清晰認識到地球是個球的辦法,只能是脫離地球「平面」,飛到外太空親眼看到地球懸浮在宇宙中一樣。同理,想要看見宇宙的邊界,就得從「第四個方向」入手,脫離本宇宙才能看到本宇宙的邊界。

2020年獲得諾獎的「霍金生前好友」彭羅斯認為,宇宙是一個又一個的迴圈過程,不斷經歷著膨脹和坍塌。

但按照目前的宇宙學觀測結果, 仍在加速膨脹的宇宙似乎離收縮遙遙無期,並且受限於光速限制,就算宇宙在未來某一時刻由膨脹轉為坍縮,光錐之外的我們也不可能知道這個消息。

人類現在能做的,就是繼續建造更強大的望遠鏡, 欲窮千里目,更上一層樓。

 

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