宇宙有没有边界?如果有,边界之外又是什么?


宇宙有没有边缘,是什么样的,宇宙之外呢?停一下,或许我们得从宇宙膨胀说起,以便于理解这些问题的答案。

爱因斯坦在1915年时提出了广义相对论,这个理论革命性地取代了牛顿的万有引力定律。此后,爱因斯坦又于1916年在论文中写下了广义相对论的适用范围:宇宙是已知最大的引力源。

爱因斯坦用引力场方程把宇宙作为一个整体考虑时,他发现宇宙并不是静止的,它要么收缩,要么膨胀。不过在当时,爱因斯坦认为宇宙应该是“稳定”的,宇宙并不会膨胀,于是他便在方程里加入了一个宇宙常数。

1929年,天文学家哈勃观测到一个现象,所有星系之间的距离在不断增大,就像一场大爆炸之后的余波。这一观测结果,证实了宇宙不断膨胀的事实。

宇宙在不断地膨胀,再结合爱因斯坦的相对论,那么答案就是:宇宙是没有边界的。又或者,在引力的作用下,空间会发生弯曲,而当引力足够强时,弯曲的两端就会闭合,就像形成了一个球面,这种情況也不适合用 “有没有边界”来描述。

有一些观点认为,宇宙诞生之初一定是有边界的,理由是我们只能观测到距离我们138亿光年远的星系,而恰好宇宙诞生的时间约是138亿年前。但其实,可观测宇宙的范围边界可不止138亿光年。宇宙在诞生的瞬间就开始膨胀,膨胀的速度还远超光速,据科学家计算,到目前为止,可观测宇宙的直径应该为900+亿光年。

我们现在所说的可观测宇宙边缘,称为“宇宙视界”,你可以把它想象成类似海平线一样的景观。我看不到海平线以外是什么,但直觉告诉我们,还存在更多的海洋;同理,“宇宙视界”外,可能也是更多的宇宙。

由于宇宙的不断膨胀,且速度超过光速,如果一个星系在“宇宙视界”外100光年,这个星系发出的光是没有办法进入可观测宇宙范围的,因为当光线传播了100光年后,这个星系和“宇宙视界”之间的距离已经远远超过100光年了。

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页面更新:2024-04-01

标签:边界   爱因斯坦   宇宙   海平线   星系   光速   引力   方程   视界   距离

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