为什么天文学家拍着胸脯说，就算你坐着光速飞船，永生永世飞行，也永远到不了宇宙的边缘？
难道宇宙边缘有堵墙？
首先，我们必须先搞懂一个最核心的概念，这是理解所有问题的基础：我们平时说的 “宇宙边缘”，和天文学家说的 “宇宙边缘”，根本不是一回事！
绝大多数人脑海里的宇宙边缘，是一个像气球表面一样的 “边界”，是一堵墙、一条线，是宇宙物质的尽头，外面是一片虚无。但在现代宇宙学里，这是完全错误的认知。
我们需要严格区分两个关键概念：可观测宇宙和整个宇宙。
可观测宇宙，就是以地球为中心，光在宇宙 138 亿年历史中能够到达地球的最大范围，它是一个半径约465 亿光年的球体，直径约930 亿光年。这个边界被称为宇宙学视界，也叫粒子视界，它不是宇宙本身的边界，只是我们视力的边界。
为什么半径不是 138 亿光年？
因为宇宙一直在膨胀！
138 亿年前宇宙大爆炸时发出的光，在向地球传播的过程中，宇宙空间也在不断拉伸，等这束光到达地球时，它的光源已经被膨胀的空间带到了 465 亿光年之外的地方。
而整个宇宙，指的是所有物质、能量、空间和时间的总和，它的大小目前还是未知数，甚至可能是无限大的！欧洲空间局普朗克卫星的观测数据显示，宇宙的曲率半径大于 1400 亿光年，几乎可以认为是平坦的，这意味着宇宙可能没有边界，会一直延伸下去。
现在的宇宙膨胀速度远超光速，这是天文学家认为光速无法到达宇宙边缘的核心原因，也是最颠覆直觉的宇宙规律。
1929 年，天文学家埃德温・哈勃发现了一个改变人类宇宙观的现象：几乎所有星系都在远离我们，而且距离越远的星系，远离速度越快，这就是著名的哈勃定律。
2023 年欧洲空间局 Euclid 卫星最新测量的哈勃常数约为67.4 km/s/Mpc，意思是：每增加 1 百万秒差距（约 326 万光年）的距离，星系远离我们的速度就增加 67.4 公里 / 秒。
按照这个规律计算，距离我们约140 亿光年之外的星系，远离我们的速度就已经超过了光速（30 万公里 / 秒）！而可观测宇宙边缘的星系，远离速度更是达到了光速的3 倍以上！
这里必须澄清一个常见误解：这并不违反爱因斯坦的相对论！相对论只限制了空间中物体的运动速度不能超过光速，而空间本身的膨胀速度没有任何限制。就像你在机场的自动人行道上行走，你的步行速度不会超过光速，但自动人行道本身可以以任意速度移动，两者叠加起来，你的实际速度就可能超过光速。
宇宙膨胀就是这样：你坐着光速飞船向宇宙边缘飞去，就像在一条不断拉长的橡皮筋上爬行，你爬得越快，橡皮筋拉伸得也越快，而且离你越远的地方，拉伸速度越快。超过 140 亿光年的距离后，空间拉伸的速度已经超过了你飞行的速度，你永远也追不上那些 “逃跑” 的星系，更别说到达宇宙边缘了。
更可怕的是，宇宙膨胀还在加速，占据宇宙总能量 68% 的暗能量，正在不断推动宇宙加速膨胀，而且这种加速趋势还在持续增强。这意味着，未来会有越来越多的星系因为退行速度超过光速，而永远消失在我们的视野中，我们的可观测宇宙范围会越来越小。
就算我们忽略宇宙膨胀，假设宇宙是静止的，你坐着光速飞船一直飞，也可能永远到不了边缘，因为宇宙可能是有限但无边界的拓扑结构。
这是一个很难理解的概念，我们可以用一个经典比喻来解释：把宇宙想象成一个四维超球面的表面，而我们是生活在这个表面上的三维生物。
就像你在地球表面一直向东走，你永远不会撞到 “边缘”，也不会掉进 “外面”，你只会绕地球一圈后回到原点。同样，如果宇宙是闭合的四维超球面，你坐着光速飞船一直向前飞，最终也会回到出发点，永远找不到边界。
欧洲空间局普朗克探测器的观测数据显示，宇宙的曲率非常接近零，这意味着宇宙可能是平坦的，也可能是闭合的，但闭合的曲率半径非常大，至少是可观测宇宙的 10 倍以上。如果是这样，就算你以光速飞行，也要花上万亿年才能绕宇宙一圈，而宇宙的年龄只有 138 亿年，这在时间尺度上根本不可能实现。
前面说的都是假设我们能达到光速，但根据爱因斯坦的狭义相对论，这本身就是不可能的！
相对论告诉我们，任何有质量的物体，速度都无法达到光速，更别说超过光速了。物体的质量会随着速度的增加而增大，当速度接近光速时，质量会趋近于无穷大，需要无穷大的能量才能继续加速，这在现实中是无法实现的。
目前人类最快的探测器是帕克太阳探测器，它的最高速度约为 200 公里 / 秒，还不到光速的万分之一！就算我们未来能制造出接近光速的飞船，要飞到可观测宇宙的边缘（465 亿光年），也需要 465 亿年以上的时间，这远超人类文明的寿命，甚至远超太阳的寿命（太阳还有约 50 亿年的主序星阶段）。
更绝望的是，就算我们能以光速飞行，也只能看到宇宙的过去，而不是现在。因为光需要时间才能传播，我们看到的 100 亿光年外的星系，其实是它 100 亿年前的样子。当我们到达那里时，那个星系可能已经不存在了，或者移动到了其他地方。
前面提到的暗能量，不仅在加速宇宙膨胀，还在决定着宇宙的最终命运。
目前宇宙正处于加速膨胀阶段，暗能量的斥力超过了引力的吸引力，导致星系之间的距离越来越远。如果这种趋势持续下去，未来的宇宙将会变得非常 “孤独”：约 1 万亿年后，本星系群之外的所有星系，都会因为退行速度超过光速，而永远消失在我们的视野中，我们将再也看不到它们发出的光。
约 100 万亿年后，恒星将不再形成，宇宙中只剩下死亡的恒星，约 10^100 年后，黑洞也会通过霍金辐射蒸发殆尽，宇宙将变成一片死寂的黑暗，只剩下能量极低的光子和中微子，在这样的宇宙未来中，别说到达宇宙边缘了，我们连离开本星系群都做不到，人类文明将被永远困在一个 “孤岛” 上。
可观测宇宙之外，还是宇宙，那里有无数的星系、恒星和行星，和我们这里的宇宙遵循同样的物理规律，只是因为那些区域的光还没有足够的时间到达地球，或者因为宇宙膨胀速度超过光速，那些光永远也到不了地球，所以我们永远无法直接观测到它们。
根据宇宙学原理，宇宙在大尺度上是均匀且各向同性的，这意味着可观测宇宙之外的区域，和我们这里没有本质区别，只是我们看不到而已。
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