根據科學家的最新估算,我們目前所處的“可觀測宇宙”,其半徑大約是465億光年,這不僅僅是一個冰冷的數字,它代表了人類認知的物理極限。
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簡單來說,以地球為中心向四面八方延伸465億光年,構成了一個巨大的球體,在這個球體之內,包含了大約2萬億個星系,無數的恒星、黑洞、星云以及此時此刻正在閱讀這段文字的你我。
然而這個巨大的球體并非宇宙的全部,它的邊界嚴格來說,不是物理意義上的“宇宙盡頭”,而僅僅是我們“視野的盡頭”。
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這正如一個站在茫茫大海邊的人,極目遠眺,視線的盡頭是那條清晰而遙遠的海平線,但我們深知,海平線并不是海洋的邊緣,它只是由于地球曲率和視力限制,我們的眼睛所能觸及的極限。
同樣地,465億光年之外的宇宙依然存在,只是因為宇宙誕生的時間約138億年,且空間本身在超光速膨脹,那些更遙遠區域發出的光,還沒有足夠的時間跋涉到地球,或者已經因為空間的拉伸而紅移到了我們無法探測的波段。
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那么如果我們擁有一艘超越光速的飛船,沖破這層視界,去往那不可知的遠方,整個宇宙的終極邊界究竟是什么?
第一種設想,也是最符合我們直覺、最“簡單粗暴”的觀點,即宇宙是無限的。
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在這個模型中,宇宙空間是平坦的,沒有彎曲,也沒有閉合,它向四面八方無限延伸,就像一張無邊無際的巨大二維平面,無論你朝哪個方向走,永遠都走不到終點,也永遠觸碰不到所謂的“墻壁”。
在無限宇宙的設想下,“邊界”這個概念根本就不存在,宇宙是一個無限大的舞臺,我們所觀測到的那2萬億個星系,不過是這無限畫卷中微不足道的一粒塵埃。
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然而,無限宇宙帶來了一個令人細思極恐的推論:如果物質和能量在宇宙中是均勻分布的,且空間是無限的,那么原子的排列組合方式雖然是一個天文數字,但終究是有限的,在無限的空間里,任何有限的概率只要重復無數次,都必然會發生。
這意味著,在遙遠到無法計算的某處,一定存在著另一個和你一模一樣的地球,甚至存在著另一個一模一樣的“你”,正在做著和你完全相同的事情。
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第二種設想,源于愛因斯坦的廣義相對論,也是目前物理學界探討頗多的一種可能性:宇宙在體積上是有限的,但在幾何結構上卻是沒有邊界的,這聽起來似乎自相矛盾,但我們可以通過“降維打擊”來理解。
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想象一只生活在巨大氣球表面的二維螞蟻,對于這只螞蟻來說,它的世界是氣球表面,是有限的,面積就那么大。但是如果它沿著直線一直往前爬,它永遠不會遇到一個“懸崖”或“盡頭”,也永遠找不到這個二維世界的“邊界”,相反如果它爬得足夠久,最終會繞氣球一圈,從起點身后回到原點。
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愛因斯坦認為,我們的宇宙可能就是這樣一個高維度的“氣球”,宇宙的形狀可能是一個四維空間里的“三維超球面”。
在這個模型中,空間是彎曲的。對于生活在三維空間里的我們來說,宇宙看起來是平直的,仿佛可以無限延伸,但實際上,如果你駕駛一艘飛船朝著一個方向一直飛,既不會撞上宇宙的墻,也不會飛進虛無,而是會在漫長的歲月后,神奇地回到地球。
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這就是“有限無邊”,宇宙的總體積是有限的,恒星的數量也是有限的,但你永遠找不到它的邊界,因為空間本身形成了一個閉環,這是一種極其優雅的宇宙模型,它消解了“邊界之外是什么”的尷尬,因為根本沒有“之外”,所有的空間都在這個閉環之中。
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第三種設想,或許是最大膽、最顛覆認知的一種,它認為我們所處的這個宇宙,只是無數個宇宙中的一個,這被稱為“多元宇宙”或“泡泡宇宙”假說。
這種設想主要來自宇宙暴漲理論,科學家認為在宇宙大爆炸后10的負30次方秒內,空間經歷了一次極其劇烈的、指數級的膨脹,暴漲理論的一個推論是“永恒暴漲”:在絕大部分空間里,暴漲永遠不會停止,但在某些局部區域,暴漲停止了,能量轉化為物質,形成了一個個獨立的、像氣泡一樣的穩定時空區域。
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我們的宇宙,就是這浩瀚的“超空間”海洋中,一個停止了暴漲的“泡泡”,在這個模型下,宇宙是有邊界的,這個邊界就是我們這個泡泡的“外壁”。但是這個邊界之外并非虛無,而是處于持續暴漲狀態的高能空間,或者是其他的“泡泡宇宙”。
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那些宇宙可能擁有完全不同的物理定律:那里的光速可能不同,引力可能是斥力,甚至可能沒有原子結構,如果我們的飛船試圖穿過這個邊界,可能會因為物理法則的瞬間改變而徹底解體。在這個宏大的圖景中,我們就像生活在一個巨大肥皂泡里的微生物,而在這個肥皂泡之外,漂浮著億萬個其他的世界。
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