可观测宇宙直径930亿光年，不可观测宇宙呢？

大约138亿年前，在一个奇点中，我们的宇宙诞生了。它通过一种叫做大爆炸的机制形成，和一种名叫暴胀的模式迅速扩大，最终经历了138亿年的岁月，变成了今天的模样。

（图片说明：宇宙大爆炸的模拟动画）

直到今天，宇宙仍然在膨胀。由于一种名叫暗能量的机制能够产生斥力，使得膨胀过程还在加速，以至于在足够远的位置上，空间的膨胀速度甚至超过了光速。在那以外的宇宙天体，即使发出光线，也无法传播到地球，这就是不可观测宇宙。

根据目前的研究，可观测宇宙的半径达到了465亿光年，这已经非常巨大了。而外面的不可观测宇宙，还要更加遥远、更加巨大。那么，不可观测宇宙到底有多大呢？

首先，咱们来看看可观测宇宙有多大。这个问题，还要从宇宙大爆炸说起。

（图片说明：哈勃望远镜拍摄到的遥远星系团）

根据目前的研究，宇宙大爆炸的一瞬间，我们的宇宙达到了迄今为止最高的温度——普朗克温度，也就是1.4亿亿亿亿摄氏度。在宇宙膨胀的过程中，物质密度逐渐降低，温度也在不断下降。

大约在宇宙大爆炸的38万年后，随着宇宙温度的降低，质子和电子结合在一起。在这个时候，宇宙中的光子才得以自由移动。这时候光子形成的电磁波，在经历了138亿年后，在红移的作用下，已经被拉长到了微波波段，因此就形成了著名的宇宙微波背景辐射（CMB），它也被称为大爆炸的余晖。

（图片说明：宇宙微波背景辐射）

今天，CMB成为了科学家们研究早期宇宙的重要工具，其特征和绝对温标2.725K的黑体辐射相同。

我们知道，光的能量与其频率成正比，也就是和波长成反比。这意味着，随着宇宙的膨胀，这些辐射的能量也在降低。当宇宙只有今天一半大的时候，宇宙初期的光子就具有比现在多一倍的能量。

（图片说明：2011年的一项研究告诉我们，CMB的温度确实是一直在下降的）

继续这样追溯，当宇宙只有今天0.092%的尺寸时，它的温度就是今天的1089倍左右，也就是3000K。这就是大爆炸后38万年，亦即宇宙微波背景辐射产生时的状态。超过这个温度，原子就会变成等离子态，导致光无法在宇宙中传播。

（图片说明：当宇宙温度降低到3000K以下，质子和电子结合，光子才能自由传播，CMB由此产生）

今天的宇宙到底有多大，听起来的确是一件非常难以测量的事，不过科学家们还是找到了一些测量方法。

1. 宇宙的膨胀速度，这可以通过CMB或者是遥远星系的红移等方法进行测量；
2. 目前宇宙的温度，同样通过CMB来进行测量；
3. 宇宙的组成部分，包括我们的可见物质、各种辐射、反物质、暗物质、暗能量等等可能存在的质能。

通过这些，科学家们就能够回顾宇宙大爆炸的历史，并且推测出今天宇宙的大小，以及宇宙的膨胀历程。

（图片说明：可观测宇宙膨胀历程，两个单位均取对数）

正是根据这些数据，帮助我们梳理了宇宙大爆炸后膨胀的历程。在综合了CMB、超新星数据、重子声学振荡等多种数据后，科学家指出：目前的宇宙半径大约是465亿光年，也就是直径930亿光年。

不过要注意：这是可观测宇宙的尺寸。至于不可观测宇宙，由于我们得不到上述数据，因此也无法这么计算它的尺寸。随着宇宙的膨胀，可观测宇宙的边缘也将逐渐超越光速膨胀，成为不可观测宇宙的一部分。

（图片说明：可观测宇宙艺术图）

那么，在直径930亿光年以外的不可观测宇宙，又是什么模样呢？它应该也是充满了各种各样的星系、暗物质、暗能量等等结构，那么，它的尺寸又有多大呢？

这些都是我们观测不到的，因此只能通过可观测宇宙进行一点推测。

目前来说，科学家们普遍认为，我们的宇宙是平坦的，不论是有正曲率还是负曲率，都不会很大。我们可以通过现有的理论进行推测，看看完整的宇宙需要有多大的规模，才能够达到“卷曲”回来的程度。

就好像我们看到的大地是平的一样，不可观测宇宙一定要比可观测宇宙大得多得多，才能让我们看到的部分仿佛被“拉直”了。所以，它要有多大才能让我们“误以为”可观测宇宙是平坦的呢？

（图片说明：宇宙中的热斑和冷斑的规模可以帮助我们测量宇宙空间的曲率，证明了宇宙是平坦的）

美国的斯隆数字巡天项目和欧洲的普朗克卫星，都是我们进行这种观测的重要工具。它们的观测数据告诉我们，如果不可观测宇宙确实是和自己闭合的，那么它的半径至少要达到可观测部分的250倍，才能让我们看不出可观测宇宙是弯曲的。

换句话说，不可观测宇宙的直径可以达到230000亿光年，其体积则是可观测宇宙的1500万倍以上！

巨大，太巨大了！

你以为这就结束了吗？不！

（图片说明：不论朝哪个方向看，可观测宇宙边界都有465亿光年的距离）

想想看，我们估算的不可观测宇宙直径，选择的是它最小的情况。这意味着，它一定比23万亿光年还要巨大！

在宇宙的最早期，有一段时期非常特殊，那就是暴胀期。暴胀期持续的时间连一瞬间都算不上，但却急剧膨胀到了我们完全无法想象的程度。科学家指出，如果暴胀期持续哪怕仅仅10^-32秒，就足以让一个普朗克长度（1.6x10^-35米）膨胀到今天可观测宇宙这么大！

那么，我们的宇宙是无限大的吗？

（图片说明：恐怖的暴胀期）

对于这个想法，科学家们还是有所怀疑的。除非暴胀期持续了无限长的时间，或者是宇宙在诞生的时候就是无限大的。否则，即便宇宙再大，也总会有个界限。

在讨论这个问题的时候，我们甚至还没有考虑到另外一个概念——平行宇宙。也许在我们的宇宙之外，还有非常非常多的其他的宇宙，它们也会经历暴胀期和加速膨胀。平行宇宙如果存在，那么它们的数量应该也是个极其惊人的量级。所有这些宇宙加在一起，又会有多么巨大呢？

（图片说明：平行宇宙是很有可能存在的）

对于目前的我们来说，这些问题仍然会在相当长的时间里悬而未决。我们的科技水平，目前还的确不足以解释这些问题。而且，即便宇宙是有限的，对于我们的航天技术来说，也约等于无限了……