大约930亿光年,这是我们能瞥见的宇宙的边际,这一距离仅仅是对可观测宇宙的定义。若从科学的角度推敲,可观测宇宙之外的庞大宇宙和咱们眼皮底下的世界并无二致,但远超出这个界限的广袤宇宙,我们连最微小的线索都难以触及,包括整个宇宙的边际究竟何在,这个问题至今仍然科学家们束手无策。
为何可观测宇宙的尺度定格在930亿光年
倘若我们不深究宇宙的三维形状,那么可观测宇宙便像是以我们为中心,以465亿光年为半径的浩瀚球域。哈勃定律揭示了一个令人震惊的事实:愈是远离我们的星体,其逃离速度愈发迅速。据测算,在约140亿光年之外的天边,星体的退行速度竟能匹敌光速。许多人难免困惑,既然宇宙的诞生至今只有138亿年,何以我们能目及930亿光年之远呢?
答案仍旧归结为宇宙的膨胀现象。我们对宇宙的窥探主要依赖于电磁波,而电磁波的传递速度便是光速。那些与日俱增远离我们的遥远星体,它们发出的电磁波信号在向我们飞驰的途中,星体本身却在持续远离。理论上,当遥远星体的信号终于抵达我们,星体本身实则已经位于465亿光年之外的远方。
宇宙未来的尺寸之谜
宇宙膨胀的力量永不停息,这使得我们所见的可观测宇宙范围随着时间的推移不断扩展,遥远的电磁波穿越宇宙的浩渺最终也会逐渐抵达我们的地球。大爆炸理论告诉我们,宇宙膨胀的速度——哈勃常数,它并非一成不变。在很久很久以前,哈勃常数实际上远超今日。这意味着在宇宙诞生的早期,膨胀的速度简直惊人。
然而随着时间的流逝,哈勃常数却在递减。由于膨胀速度的不断增大,未来必将出现一个“可见极限”——这个界限之外的星体所发出的电磁波永远无法进入我们的视线。据测算,这个“可见极限”距离我们约有620亿光年。如果采纳宇宙学中的宇宙各向同性的理论,即宇宙中的星辰散布得如沙粒般均匀,那么在遥远的将来,我们所见的星体数量将是现在的2.36倍。
探讨可观测宇宙之外的意义何在
目前,我们清楚信息与能量的传递速度是光速,而我们的视线所及——可观测宇宙的尺度为930亿光年。在这之外的宇宙空间,虽然也属于宇宙的一部分,但由于宇宙定律的作用,我们无法窥探其真面目。就算可观测宇宙之外还有亿万光年的广阔领域,它们对我们所处的宇宙不会造成丝毫影响。在“可见极限”之外发生的任何事情,都与我们的宇宙没有因果联系,因此探究可观测宇宙之外的情况并无实际意义可言。
从宇宙学的角度来看,宇宙的性质是各向同性的,这意味着可观测宇宙之外的情况与我们所处的可观测宇宙之内并无本质的区别,我们只是无法目睹其真容罢了。在可观测宇宙的边界之外,物理法则——如万有引力——依然发挥着它的作用,星系、恒星、黑洞等天体依旧存在。但当我们尝试窥探整个宇宙之外的奥秘时,一切就显得模糊不清了。这样的讨论,无异于探究宇宙大爆炸前的那一刻,奇点之外究竟何物?或许是一片空无一物的虚空,或许是更高维度的空间。但总而言之,在现阶段讨论这些,似乎并无实质性的意义。
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