宇宙有边界吗?如果有,它的边界在哪里!

2024年02月14日13:25:10 科学 1126

根据大爆炸‬‬理论‬认为,我们的宇宙大约诞生于138亿年前,是从一个无限致密高温的奇点爆炸而来,自爆炸以后宇宙便一直在膨胀中,那么既然宇宙是从一个无限致密高温的奇点开始膨胀,它的边界在哪呢。

要知道宇宙有一个开端,逻辑上而言就必定有一个边界,而今天我们便聊一聊这个涉及宇宙的终极问题。

宇宙有边界吗?如果有,它的边界在哪里! - 天天要闻

当我们在谈论宇宙的边界时,首先‬‬我们要‬需要区分“什么‬是‬可观测宇宙”和整个宇宙的‬区别。

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目前‬我们‬常说‬的‬宇宙‬大小‬,实际‬是‬已知‬可以观测‬宇宙‬范围‬,所谓‬可观测宇宙就‬是一个‬以‬地球‬为‬中心‬的‬球体‬空间‬,俗称‬哈勃体积‬。这个‬体积‬是‬我们能够从地球上观测到的宇宙最远地方‬,直径‬在‬930亿‬光年‬。但‬‬它‬并不是实际的宇宙‬边界。而是光速有限造成的限制。

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由于‬光从最远的可观测边缘传播到地球‬需要大约138亿年,这意味着我们可以观测到的宇宙半径大约是‬在‬138亿光年。

然而宇宙‬却‬在‬‬不断‬膨胀中‬‬,根据‬2013年‬普朗克卫星‬测出‬的‬数据‬显示‬,宇宙‬膨胀‬速率‬大约为‬‬67千米‬每秒‬每‬百万‬秒差距‬,也就是‬326万‬光年‬膨胀‬速度‬就‬增加‬67千米‬,‬因此‬我们‬能够‬看见‬最远的光源现在实际上距离我们约460亿光年。也就是说可观测宇宙的‬直径‬大约‬是‬930亿年‬,这个尺寸是基于宇宙年龄和光速计算出来的。

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而关于整个宇宙是否有边界,早在上世纪著名科学家爱因斯坦就基于广义相对论和宇宙学原理认为,宇宙在大尺度上应该是均匀且各向同性的,由此推测宇宙可能是一个有限但无边界的球体,也就是如同地球表面那样的闭合结构。假如我们不考虑速度问题,无论你从宇宙的任何一点出发,最终将会回到原点。如果说宇宙真的是这样一个闭合宇宙,这意味着宇宙就不会有边界存在,因为你随意在宇宙中穿梭将永远不会“碰壁”。

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不过爱因斯坦建立的四维宇宙模型只是静态宇宙,在1929年随着哈勃便发现了宇宙在不断膨胀,宇宙的膨胀进一步复杂化了“边界”的问题。根据大爆炸理论,宇宙从一个极热、极密的初始状态开始膨胀。这个膨胀不是宇宙物质向外扩展,而是宇宙本身空间结构的膨胀。因此有科学家猜测我们的宇宙可能类似于气球表面,当你吹气时空间就会随之增大,不过仍旧没有边界。

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其实当前的科学观测和理论模型尚未能够确定宇宙是否真的有边界。因为‬宇宙‬的‬到底‬有多大‬已经‬超出‬了‬我们的‬想象‬,我们‬也‬只能‬通过‬一些‬观测‬数据‬来‬进行‬推测‬,比如通过‬‬宇宙微波背景辐射的观测和对宇宙大尺度结构的研究,还‬暗示宇宙在大尺度上可能是平坦的。但‬这些数据并没有直接回答宇宙是否有边界的问题。

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因此‬宇宙是否有边界依然‬是‬一个‬未解的‬问题。它触及到宇宙学、物理学的‬根本,是现代科学中最深奥的谜题之一。或许‬随着观测技术的进步和理论物理的发展,我们可能会逐渐接近这个问题的答案,但目前而言,宇宙是否有边界还‬一无所知‬。

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