宇宙的邊際都有啥？我們要是到那兒去了又會怎樣？
你可能會想啊，別逗好伐，宇宙是無盡的。哪里來的個邊界喲？這里面的道理其實可多咯。人們常用的說法無出下列。
宇宙就是指所有現(xiàn)存的時間跟空間的總和，這是宇宙的一種定義。但是要是存在與我們無法相互影響的空間的話。那那地方還算是咱宇宙的一部分嘛？要是咱們宇宙邊界之外的地方，是十分異乎尋常的呢？
宇宙的無盡的這種觀念來自于廣義相對論中，宇宙是扁平的。于是，銀河便可以無限延伸的概念。但是宇宙有多平呢？你確定你有用過無限精度測量過宇宙的曲率嗎？然而，讓人歡喜的是，我們永遠都不知道也沒辦法測量宇宙是不是無盡的。所以，這都算不上一個科學(xué)問題。哦，是么？
或許在此之前，你有了解到過可觀宇宙的大小問題。我們甚至還定義過一組數(shù)據(jù)，什么直徑930億光年，半徑460萬光年啊之類的。現(xiàn)在再來看一下，這組數(shù)據(jù)會有用的。要是你不太明白的話，那我們還要先解釋下宇宙微波背景輻射。所以不怎么懂得人，最好還是回頭找找有關(guān)方面的知識吧。
好的，那咱就從半徑460億光年這數(shù)字說起吧。我們把它定義為現(xiàn)下已知宇宙的半徑大小。這是宇宙微波背景輻射的距離，也是我們現(xiàn)今所能看到最遠的距離了。現(xiàn)在，那460億已經(jīng)不是什么微波距離了，而是在任何星系跟星系團中，背景輻射所能發(fā)展到的距離了，從我們這兒到擴張宇宙都是如此。我們把這稱作宇宙的粒子視觀。這就是現(xiàn)下我們能觸及到的最遠的宇宙部分的瞬間距離了。任何處于粒子視界中的事物都被囊括進已知宇宙的范圍。至于我說的那個即時瞬間距離，就是指宇宙停止膨脹的狀態(tài)下，你在靜態(tài)空間中，可以穿越的距離。在宇宙論中，這種瞬間距離基本上就是指，我們所說的兩點間的固定距離。
但是沒啥東西是真的按固有距離來運動的，時空亦不是這樣運作的。時空中的最短距離莫過于，以短程線測量的，兩地之間的光線距離了。就算是光，也需要時間來完成旅途。所以，我們必須得考慮時距，在空間改變情況下，尤其如此。想要到達粒子視界，我們得先穿越擴展空間。我們離目標越近，在剩余距離的空間里的擴展就越多。所以，你的旅途該有多遠呢？不妙，你肯定永遠也到不了了，就算你的太空梭能以光速前進也沒用。就像黑洞有事件視界一樣，宇宙也有。
事件視界就是指，有一個點，過了那個點，我們就啥也看不見了。因為就連光也被紅移湮滅了。那也就是可觀測宇宙的邊界了。這個宇宙里有一個我們，收不到任何信號的地區(qū)。任何我們?nèi)缃窨梢园l(fā)射的信號都收不到。這是因為信號在被我們接收到之前，所需穿過的距離，會擴大得比光速還快。同樣的解釋也可以適用于太空梭。我們甚至沒法把事物傳送到宇宙事件視界之外。因為時空會在我們到達之前以遠快于我們的超光速超過我們。那么，接下來的事就有點詭異了。
宇宙的事件，其實是比粒子視界離我們要來得近的。根據(jù)我們最精確地測量參數(shù)來看，宇宙事件視界大概離我們160億光年遠。這就意味著我們永遠都無法到達，甚至都無法交流的宇宙空間，是存在著的。從某種程度上說，我們看到的只是我們永遠無法觸及的，那部分宇宙的鏡像而已。
隨著宇宙的膨脹，越來越多的宇宙空間，會穿過事件視界，最后，幾乎所有的宇宙都會不再屬于事件視界內(nèi)。聽著挺傷感的，對吧。吶，當然咯，世事難料嘛，要是咱能突破宇宙速度的限制呢，那我們就先假設(shè)我們能吧。
毫無疑問愛因斯坦關(guān)于，物體在太空中運動速度的設(shè)論是正確的。但是兩地之間也可以存在著超光速的相對速度，這實際上需要靠曲速引擎為動力來實現(xiàn)。在之后的文章里，或許我們會介紹到這玩意，要是你準備好頭腦風(fēng)暴了的話。
但現(xiàn)在，我們就假設(shè)一下，我們有一個阿爾庫貝利級的曲率飛船吧，當然我們以整顆星球的能量來追趕粒子視界。然后我們能找到些什么呢？毫無疑問，除了宇宙還是宇宙。掃興吧。別忘了，粒子視界還只是以我們目前視野的界限來界定的。轉(zhuǎn)個身，周遭都還是無窮無盡的宇宙。稍等一下，粒子視界也擴張著。最后進入粒子視界，你會看到，像雛形微波背景輻射團一樣的銀河出現(xiàn)在粒子視界里。可以假設(shè)，你會身處一個與你現(xiàn)在所處星系群和結(jié)構(gòu)極其相似的環(huán)境之中。
要是再接著往下呢？那條邊界之外是啥呢？嗯，這就取決于宇宙的幾何學(xué)結(jié)構(gòu)了。從大整體來看，時空的幾何結(jié)構(gòu)是十分扁平的。就星星跟星系的小比例尺上看來，時空確實是起伏不平的啦，但是宏觀上它是平滑的，有點像海平面跟波浪的形態(tài)。星系的分布以及宇宙微波背景輻射的相關(guān)測量數(shù)據(jù)，證實了宇宙是平坦的，是有著極高的（但并非無限的）精度的。
要是時空真的是完全平坦的的話，那單純的援引愛因斯坦的共識，我們會得到，宇宙是無限的這種結(jié)論，現(xiàn)在大家也都是這么說的。要是這使真的，那你穿越了粒子視界后會咋樣呢？宇宙會一直一直一直一直一直一直一直一直延伸下去。無窮就是其最驚人的怪物，無窮也形態(tài)各異。包括某些這個宇宙中無限重復(fù)這一字節(jié)的版本。但是我們的宇宙真的是完全扁平的么？按這個思路想想吧。
我們看地球的表面是十分扁平的，因為地球上彎曲的地方對我們來說是不可見的。但是經(jīng)過交流學(xué)到些新觀點，到國際空間站溜達一圈之后，我們就知道，地球絕逼是圓的了。要是宇宙的曲率很小，然后我們沒辦法看得那么遠，或者沒辦法做足夠精確的測量來探測它呢？有可能，宇宙其實存在隱藏于至今最好的測量值的不確定部位的彎曲。要是那處彎曲是真實存在的，那么宇宙可能就是真的一個超球面的表面，一個在四維空間里的三維表面。
是的，在那種情況下，我們的曲率梭最終會繞彎曲的超球面一周，最后回到起點。那大概會要航行多遠呢？根據(jù)最近的一個對宇宙彎曲最小半徑的估計來推測，你得穿越一個18倍于到粒子視界的距離的絕對極小值的距離。才能回到起點，假設(shè)整段旅途中的空間膨脹都處于靜止。
我們還是要牢記，在對于幾何結(jié)構(gòu)的假設(shè)上，我們還是可以直接簡單粗暴的引援愛因斯坦的公式，來進行推斷的。但是啊，雖然廣義相對論這么牛掰，它還是不足以用來解釋一切。沒什么關(guān)于宇宙起源的好點子，明說了，我們的宇宙是在以一個指數(shù)無限膨脹的。多遠宇宙里的一個，緩慢膨脹的泡泡。
那，不管內(nèi)部幾何結(jié)構(gòu)是怎樣的，泡泡宇宙都有可能是有界的。所以有一個真正的邊界也是可能的。但是邊界另一邊的視界又是怎樣的呢？那里的物理定律，甚至連規(guī)模尺寸，都跟我們這兒一樣嗎？
死奎西納還有一些觀眾，用愛因斯坦的相對論，證明相對論不是自我矛盾或陷入循環(huán)證明了么？吶，運用是檢驗理論真理性的唯一標準。不管怎樣，你能想到只是一條預(yù)測，是不夠的。只有經(jīng)過多重相互獨立且精確地預(yù)測的理論模型，才會被冠以原理之名。確實還真有幾個理論，有著跟相對論一般的精確且相互獨立的預(yù)測。
比如說，預(yù)測行星軌道的GR，能告訴我們太陽的質(zhì)量。然后，以太陽的質(zhì)量又能完美的預(yù)言，光穿過太陽的偏轉(zhuǎn)角。這就是引力透鏡效應(yīng)。在星系團中也如此。銀河軌道給了我們星系群集中暗物質(zhì)的質(zhì)量，透鏡作用給了我們相同的數(shù)據(jù)。
為什么星星跟行星間都充滿了暗物質(zhì)？這個很有意思。
暗物質(zhì)呈黑色塊狀，這使它們能被拼湊到一起形成宇宙。但是除引力作用外，它們無法與自身發(fā)生反應(yīng)。這就意味著這些小塊有著自身的限制。所以無法完全塌縮成星球大小的物體，那樣需要大量能量。除非你能以電磁影響他們，不然這一切會是十分困難的。
相比起來，低溫氫氣充斥我們的宇宙時，到時會結(jié)塊成巨大的云。但之后，那些云會以不同尋常的方式輻射光線，使得那些氣體溫度更低，甚至?xí)s成星球。而暗物質(zhì)就不會這樣。它們會持以某種腫脹的狀態(tài)存在。
