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,但后來哈勃用望遠鏡發(fā)現(xiàn),距離地球越遠的星系遠離地球的速度就越快,因此宇宙大小并非一成不變,而是在不斷膨脹。
上世紀90年代對于暗能量的研究,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(nèi)的所有物質(zhì)都存在于“空間之內(nèi)”,一旦認識到這個事實,緊隨而來的問題就是
現(xiàn)在的科學(xué)界很少討論這個問題,因為愛因斯坦的廣義相對論闡明了,宇宙中信息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。
在哈勃望遠鏡的眼里,465億光年之外的星系是不可見的,因為那里的空間膨脹速度已經(jīng)超過了光速,那里的星系發(fā)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”里,天文學(xué)家保守估計有2000億個星系,它們都和銀河系一樣,擁有數(shù)千億顆恒星和數(shù)萬億顆行星,而對分布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,那么它們的天文學(xué)家是發(fā)現(xiàn)不了地球的,因為地球在它們的光錐之外。
現(xiàn)代宇宙學(xué)理論認為,由于時間和空間都是從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(nèi)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。
并且宇宙之內(nèi)的自然規(guī)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(shù),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(tǒng)的宇宙學(xué)之外,還有一些關(guān)于多元宇宙的理論,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,并不是唯一的大爆炸,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(jù)愛因斯坦的四維時空觀,泡宇宙論中的“宇宙泡泡”并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(shù),也只能一次次地回到原點,就像麥哲倫當年的環(huán)球航行一樣。
歸根結(jié)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(jīng)黑洞時甚至?xí)粡澱鄢砷]環(huán),所以盡管在光速飛船的駕駛者看來自己的航線并不彎曲,但由于光是彎曲的,所以“向著宇宙邊界沖鋒”的結(jié)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循環(huán)過程,不斷經(jīng)歷著膨脹和坍塌。
但按照目前的宇宙學(xué)觀測結(jié)果,仍在加速膨脹的宇宙似乎離收縮遙遙無期,并且受限于光速限制,就算宇宙在未來某一時刻由膨脹轉(zhuǎn)為坍縮,光錐之外的我們也不可能知道這個消息。
人類現(xiàn)在能做的,就是繼續(xù)建造更強大的望遠鏡,欲窮千里目,更上一層樓。
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