138亿年前，宇宙大爆炸开始了！我们所知的宇宙起源于大爆炸，在这段短暂的时间里，空间本身扩大了，物质受到了引力的吸引，结果就是我们今天看到的宇宙。但尽管如此，我们所能看到的是有限的。在一定距离之外，星系消失，恒星闪烁，看不到来自遥远宇宙的信号。除此之外还有什么？如果宇宙的体积是有限的，那么有边界吗？在那个方向上会是什么样的景色呢？

回溯时光

要回答这个问题，首先让我们从现在的位置开始，尽可能远地向外看。

在太阳系附近，我们看到的恒星和星系看起来和我们如出一辙。但是，当我们看得更远的时候，我们看到的宇宙就像是在遥远的过去。在地球，我们对银河系的庞大感到向往。但是如果离开10万光年远的地方，你就会把银河系抛在脑后。除此之外，还有一片星系的海洋：在我们可观测的宇宙中，可能总共有2万亿个星系。它们的类型、形状、大小和质量都有很大的差异。但是当你回首那些遥远的星系时，你会发现一些不寻常的东西：一个星系离得越远，它就越有可能更小，质量更低，而且它的恒星本质上比附近的星系更蓝。

事实确实如此，星系在宇宙历史上的不同阶段是如何不同的：更小，更蓝，更年轻，在更早的时期进化较少。当我们看到一个离我们数十亿光年远的星系时，光需要经过数十亿年才能到达我们的眼睛。一个星系，它的光需要130亿年才能到达我们，所以我们看得越远，我们基本上就是在回顾时间。

上图是哈勃极端深场（XDF），这是迄今为止对遥远宇宙最深的图像。在这张图片中有数千个星系，它们之间的距离和彼此的距离都很大。每个星系都有一个与之相关的光谱，根据原子的简单物理原理，气体云以非常特殊的波长吸收光。当宇宙膨胀时，这个波长也会延长，所以距离较远的星系看起来比其他星系更红,而最远的星系是所有星系中最年轻、最小的。

大爆炸之初

在大爆炸之初是没有恒星的，只有中性气体，那时宇宙还没有足够的时间把物质拉到足够稠密的状态形成恒星。再回到几百万年前，宇宙中的辐射是如此的热以至于中性原子无法形成，这意味着光子会不断地从带电粒子上反弹。当中性原子真的形成时，光应该永远沿着直线流动，而不受宇宙膨胀的影响。50多年前，宇宙微波背景这一残余辉光的发现，最终证实了宇宙大爆炸。

在恒星或星系形成之前，宇宙中充满了阻挡光的中性原子。虽然宇宙的大部分直到5.5亿年后才重新电离，但少数幸运的区域在更早的时候基本上是再电离的。

因此，从我们今天的情况来看，我们可以朝任何我们喜欢的方向看，看到同样的宇宙故事正在展开。今天，在大爆炸138亿年后，我们拥有了我们今天所知道的恒星和星系。更早的时候，星系更小，更蓝，更年轻，进化程度更低。在那之前，有第一批恒星，在此之前，只有中性原子。在中性原子之前，有一个电离的等离子体，然后甚至更早的时候就有了自由的质子和中子，自发产生的物质和反物质，自由夸克和胶子，所有标准模型中不稳定的粒子，最后是大爆炸的时刻。寻找越来越远的距离，就等于一路回望时光。

虽然这定义了我们可观测的宇宙——宇宙大爆炸的理论边界距离我们现在的位置461亿光年——但这并不是一个真正的空间边界。相反，它只是时间上的一个界限；我们所能看到的东西是有限度的，因为光速允许信息在大爆炸后的138亿年里传播这么远。这个距离比138亿光年还要远，虽然宇宙的结构已经膨胀并且还在继续膨胀，但它仍然是有限的。但是在宇宙大爆炸之前呢？谁也不知道。

宇宙膨胀

宇宙膨胀是科学家发现的宇宙目前状态，目前宇宙正在以超高速的速度膨胀，并被空间本身固有的能量所支配。在这段时间里，空间呈指数级扩张，在那里预先存在的粒子都被推开，空间固有的量子场的涨落在宇宙中被拉伸。当膨胀结束时，炽热的大爆炸使宇宙充满了物质和辐射，形成了我们今天看到的宇宙的一部分——可观测的宇宙。138亿年后，我们来到了这里。从我们的角度来看，可观测的宇宙可能是460亿光年，但肯定还有更多的，不可观测的宇宙，甚至可能是无限的，就像我们的宇宙一样。

问题是，我们的位置没有什么特别之处，无论是在空间上还是在时间上。事实上，我们可以看到460亿光年以外的地方，并不意味着这是宇宙的边界或位置有任何特殊之处；它只是标志着我们所能看到的东西的极限。如果我们能以某种方式对整个宇宙进行“快照”，远远超出可观测的部分，因为它存在于宇宙大爆炸之后的138亿年，那么它看起来就像我们附近的宇宙今天所做的那样。将会有一个由星系、星系团、丝状体和宇宙空洞组成的巨大宇宙网，远远超出我们所能看到的相对较小的区域。任何观察者，在任何地点，都会看到一个与我们从自己的角度所看到的宇宙非常相似的宇宙。

结论

即便是目前宇宙中最遥远的一张照片，也仅仅是展示了沿途所见的附近恒星和星系，更靠近外围区域的星系只是在更年轻、更早期的演化阶段看到的。但是个别的细节会有所不同，就像我们自己的太阳系、星系、本星系群等等的细节，与其他观察者的观点不同。但是宇宙本身并不是体积有限的，只有可观察的部分才是有限的。

我们只能通过望远镜观察宇宙早期和理论来接近这个我们所观测的边界，更不用说了解边界以外是什么样的存在。在我们找到如何避开时间向前流动之前，这将是我们更好地理解宇宙“边缘”的唯一途径。