可觀測宇宙的直徑為930億光年,從這個角度上出發(fā),對于地球上的我們來說,目前的可觀測宇宙是有限的。那么包括可觀則宇宙在內(nèi)的整個宇宙呢?
根據(jù)我們目前對天文學(xué)/宇宙學(xué)的理解,宇宙沒有邊界,它要么是無限的,要么以某種奇怪的方式把自己包裹起來,使其永無止境。觀測似乎與這些預(yù)測一致,即如果宇宙確實(shí)有一個邊界,這個邊界也會離我們太遠(yuǎn),以至于我們目前無法看到它,而且它對我們沒有任何影響。
宇宙學(xué)家認(rèn)為,宇宙中有很大一部分不在我們所能觀察到的宇宙部分之外,但不可能確切地說它是無限的。標(biāo)準(zhǔn)的宇宙學(xué)假設(shè)是宇宙是均勻的和各向同性的。這些假設(shè)似乎是正確的,并且在我們可以觀察到的宇宙中得到了證實(shí),宇宙在各個方向上看起來都是一樣的,而且在足夠大的范圍內(nèi),宇宙似乎是均勻的。如果宇宙中不可觀測的部分也是各向同性的和同質(zhì)的,那么宇宙可能是無限的。
確定宇宙是否無限所需要的一條信息是知道宇宙的曲率。有三種不同的曲率模式,它可以有正曲率,就像球面的二維曲率;零曲率,像平面;或者負(fù)曲率,像馬鞍表面的曲率。如果宇宙是各向同性的并且宇宙的曲率具有恒定的正值,那么宇宙將是有限的,正如球體的表面是有限的。另一方面,如果宇宙的曲率是一個零的常數(shù),或者有一個常數(shù)的負(fù)曲率,宇宙就真的是無限的。
如果宇宙是有限的,并且有邊緣,那么它也應(yīng)該有一個中心。很長一段時間以來,科學(xué)家們一直認(rèn)為宇宙的中心是所有星系似乎都在遠(yuǎn)離的空間點(diǎn)。這就產(chǎn)生了一個問題:“宇宙的邊緣之外是什么?”
現(xiàn)在宇宙以72公里每秒每百萬秒差距的速度膨脹。這個速率被稱為“哈勃常數(shù)”,這實(shí)際上是一個誤稱,因?yàn)槎嗄陙恚幌衿渌锢沓?shù)一樣是常數(shù)。由于這種膨脹,星系之間的距離每年增加約0.0000000074%。在宇宙的尺度上,大約是465億光年的尺度上,膨脹意味著很多。在我們銀河系的尺度上,即10萬光年尺度上,這種膨脹是不明顯的。
雖然科學(xué)家們當(dāng)時知道這一現(xiàn)象是星系彼此遠(yuǎn)離,但今天天文學(xué)家知道,這實(shí)際觀測到的是宇宙的膨脹。無論你在宇宙中的什么位置,你都會看到同樣的現(xiàn)象以同樣的速度發(fā)生。但是在這里,我們被困在宇宙中的某個地方,除了我們周圍的宇宙,我們沒有辦法看到任何東西。如果我們離宇宙的“邊緣”太遠(yuǎn),以至于我們根本看不到它,它也不能對我們產(chǎn)生任何影響,那么我們所在的位置和宇宙的中心之間有什么區(qū)別呢?沒有?!坝钪嬷行摹钡母拍钍チ艘磺幸饬x。
因此,有沒有可能根本沒有中心呢?如果宇宙是無限大的,也就是說,我們可以永遠(yuǎn)沿著直線旅行,永遠(yuǎn)不會到達(dá)宇宙的盡頭。那樣的話,就真的沒有宇宙的中心了。理論上也不行。這就是為什么有人認(rèn)為,無論你在哪里,都是宇宙的中心。
宇宙,在西方的概念里,強(qiáng)調(diào)的是所有物件,暗指著所有星系都只存在于時空中,而古中國的傳統(tǒng)宇宙的概念強(qiáng)調(diào)的則是時空,但其實(shí)也暗指時空中必有物質(zhì)。
我們把東西方兩個概念合并起來就是全人類的宇宙觀。
我們都知道,地球?qū)儆谔栂?,太陽系之外是銀河系,而宇宙包含了銀河系,是最大的。
那么因此產(chǎn)生的問題就是,宇宙之外是什么呢?它是無窮大的嗎?包含萬物的嗎?
其實(shí)人類是無法確切知道這個問題的,因?yàn)檎Z言的限制對我們的思維產(chǎn)生了困擾,比如我們會問“你吃飯了嗎”,那我們是默認(rèn)他是有吃飯這個功能的,可以吃,可以不吃。或者我們問“西在那個方向”,我們也是默認(rèn)有西這個方位的,但是大家想一想,如果我們在南極問這個問題,就不存在了,哪里都是西。
同樣的道理,我們在考慮“宇宙的外面是什么”,也是我們假設(shè)了宇宙是由外面的,但是實(shí)際上我們根本無法證實(shí),那么就有了各大猜想,小編為大家整理了關(guān)于宇宙之外的五大猜想。
1.宇宙外面是什么,可能仍然是宇宙
人類算出了宇宙的年齡,也推算出了宇宙有多大,但是卻依舊搞不清楚宇宙外面是什么。有人認(rèn)為宇宙是在不斷膨脹的,而它的速度大小則是未知的,但是光速是個定值,也就是說如果宇宙膨脹的速度高于光速,人類將永遠(yuǎn)無法探測到宇宙外面是什么。
還有人說,在發(fā)現(xiàn)世界是球形之前,人們也會思考世界的邊緣在哪里,直到有一天人類發(fā)現(xiàn)世界是一個球的時候,這個問題就變得沒有意義。
同樣的道理,宇宙的外面是什么?也許宇宙的外面就是它的里面,也許等我們弄明白這個問題時,這個問題已經(jīng)變得沒有意義。
人類目前能夠觀測到的極限也僅僅是460億光年左右的距離,這個距離范圍內(nèi)的宇宙被稱為哈勃體積,而宇宙的范圍肯定比這些要多很多。天文學(xué)家們對宇宙外面是什么有很多猜測,但是大多數(shù)人都認(rèn)為,宇宙之外可能還是宇宙,下面我們就來看看這五大宇宙外圍論的猜想。
2.鏡像宇宙論
美國數(shù)學(xué)家杰弗里·威克斯提出過一個令科學(xué)界震驚的新宇宙模型,他認(rèn)為宇宙其實(shí)只不過是一個大小有限、形狀如同足球的鏡子迷宮。宇宙之所以令人產(chǎn)生沒有邊界的“錯覺”,是因?yàn)檫@個有限空間通過鏡像效應(yīng)無限重復(fù)映現(xiàn)自身。這就相當(dāng)于我們處在一個被鏡子包圍的空間時,我們會看到無數(shù)個影像,宇宙的情況也是如此。我們之所以會認(rèn)為宇宙沒有盡頭是因?yàn)槲覀円曈X上的錯覺。宇宙有限,鏡像無限,看似無限的宇宙其實(shí)只是無數(shù)星系、無數(shù)地球,一切都是相同的重復(fù)。
實(shí)際上,宇宙論者認(rèn)為如果我們能看的足夠遠(yuǎn),就會進(jìn)入到另一個哈勃體積——一個完美復(fù)刻版的宇宙。在哈勃體積之外,你不僅僅會發(fā)現(xiàn)不重復(fù)的行星——而是看見任何東西都有可能??赡苣銜匆娏硪粋€宇宙的你,可能你正在上班但他正在吃早飯,也可能去搶銀行,也有可能有一個與你完全相同的人。盡管這聽上去不太可能,但是無限這個概念比無限本身還要遠(yuǎn),宇宙也有著無限的可能。
有可能有人會很不理解為什么會有這種平行鏡像的想法,而有人相信鏡子中的世界是真實(shí)的,或許比我們的世界更簡單,又或是更殘酷。
3.宇宙是無限多的泡泡
說到底宇宙之外可能還是宇宙,只是我們現(xiàn)在沒法看到。這些地方和我們觀測到的宇宙有著同樣的物理規(guī)律和各種常量。宇宙自大爆炸后就開始不斷膨脹,而膨脹中會導(dǎo)致太空中產(chǎn)生泡泡,每個泡泡都含有了一個不再膨脹的宇宙,每個泡泡里都有各自的物理法則。這種理論更傾向于認(rèn)為宇宙無限,泡泡本身也i是無限的。即便走出了泡泡的界限,外面的宇宙空間還是在膨脹的,無論用多快的速度追趕都追不上其它的泡泡。
4.黑洞產(chǎn)卵宇宙論
應(yīng)該很多人都聽說過黑洞,黑洞是宇宙空間內(nèi)存在的一種超密度天體,由于它完全不反射光線所以又被叫做黑洞。黑洞的引力很大,使得視界內(nèi)的逃逸速度大于光速。它巨大的引力可以使外來的輻射和物質(zhì)進(jìn)入到它的視界以內(nèi),但它自身視界內(nèi)的任何物質(zhì)卻不能跑到外面。因此人們只能根據(jù)引力作用來推測它的存在而不能真正地看到它。
物理學(xué)家Lee Smolin提出了一種新的理論,他認(rèn)為宇宙中的每個黑洞都會創(chuàng)造出一個新的宇宙,而每個新宇宙的物理定律都有所不同。Smolin提出了一種自然選擇的宇宙論,如果能夠頻繁的生成黑洞,那就會有更多的宇宙,而沒有黑洞形成的宇宙只能等死。
5.有許多平行宇宙
關(guān)于平行宇宙的理論就太多了,目前最被大家所認(rèn)可的幾種理論中,有一種是弦理論的進(jìn)化版本:認(rèn)為有幾層膜在其它維度震動。而有一些高維太小了,就像你從1公里外看一跟高壓線一樣,因此看起來是1維的,但其實(shí)還有另外的2個維度,這些漣漪一樣的在11維度震動一膜就是我們的宇宙之外的其它宇宙。漣漪運(yùn)動效應(yīng)可以解釋宇宙的物質(zhì)分布,這種理論認(rèn)為重力是從其它維度中的宇宙中泄露到我們這個維度的這個宇宙的,因此與眾不同。(這也能解釋為什么重力相較其它基本力如此微弱)。
人類一步一步的探索宇宙,從地心說,日心說開始,人類對于宇宙的探索和發(fā)現(xiàn)就沒有停止過,到目前為止,人類對于宇宙的認(rèn)知還不完全,一切都還在探索和猜想當(dāng)中。