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宇宙究竟有沒有邊界?若是有,宇宙邊界之外又是什么?

來源:hao123百家號     時間:2022-03-20 08:40:59

看到這些五彩斑斕的甜甜圈,你率先想到了什么呢?可能有人想到了甜膩的口感和爆炸的卡路里,也有人立馬就來了食欲。而大家知道嗎,在這些甜甜圈當(dāng)中或許蘊藏著“宇宙”。

這主要是因為科學(xué)家給宇宙的形狀提出了幾種猜想,有馬鞍型的、平坦型的還有就是如我們在上面看到的甜甜圈一樣的宇宙。既然我們已經(jīng)以甜甜圈為例了,那么大家不妨猜猜如果宇宙真的是這樣的形狀,那么它有邊界嗎?倘若有,邊界之外又是什么呢?

接下來,就從科學(xué)家對宇宙邊界的分析以及邊界之外的猜想,來聊聊,宇宙這個“龐然巨物”到底有沒有邊界,而邊界之外的風(fēng)景又是怎樣的。首先,就來看看科學(xué)家們面對宇宙是否有邊界的問題時,給出了怎樣的答案。

無垠的宇宙是否有邊界?

當(dāng)你詢問一個人宇宙有多大時,他恐怕會回答你“無限大”。但是這似乎并不符合人類的邏輯,因為萬事萬物在我們的邏輯中都有其界限、有始有終。所以人類一直都在探索宇宙的邊界,事實上,我們按照光這位“使者”的蹤跡,確實標(biāo)記出了所謂的宇宙邊界。但是它就是宇宙真正的邊界嗎?

顯然不是,這只是人類看到的可觀測宇宙罷了??捎^測宇宙的年齡大約是138.2億年,而它的直徑為926億光年左右。也就是說,被人類認(rèn)定為速度最快的光,抵達(dá)那一邊界時,就神秘地消失了。

愛丁堡大學(xué)天文學(xué)家安德魯·利德爾說:

由于沒有比光速更快的東西,所以原則上任何事情都可能發(fā)生在可觀測宇宙之外。宇宙可能會終結(jié),但是我們無法知道。

所以,我們現(xiàn)在標(biāo)記的邊界并不是真實宇宙的邊界。至于宇宙到底有沒有邊界這件事情,絕大多數(shù)的科學(xué)家都認(rèn)為是沒有的。因為宇宙的維度應(yīng)該是人類無法想象的,所以我們以三維的視角去“束縛”它,顯然很不合理。

就這樣科學(xué)家建立了幾種宇宙形狀的幾何模型,當(dāng)然這些模型都是猜想。其中有呈開放型的馬鞍面模型,也有上文中我們提到的呈現(xiàn)閉合狀的“甜甜圈”樣子的模型。

他們認(rèn)為,如果宇宙是像馬鞍面這種開放曲面的形狀,那么它就是無窮大的。反之,如果是甜甜圈模型,就不是無窮大的。但這并不代表它就一定存在邊界,就像此刻問大家,甜甜圈的邊界在哪里時,許多人都會表示它根本沒有邊界!

科學(xué)家萊文在1998年時就發(fā)表了有關(guān)甜甜圈形宇宙分析的相關(guān)論文,這實際上是一種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),和我們?nèi)粘I钪谐R姷男螤罹邆洳煌男再|(zhì)。

他表示:

從拓?fù)浣嵌葋碚f,環(huán)狀實際上是零曲率,因為內(nèi)部的負(fù)曲率外部的正曲率相平衡。

因此,在宇宙微波背景測量的(近)零曲率與一個平坦的表面一樣,與這個甜甜圈一致。

可見,在絕大多數(shù)科學(xué)家眼中,真正的宇宙是沒有邊界的。人類現(xiàn)在看到的可觀測宇宙從根本上來說只是宇宙的一部分,類似于“子集”一般的存在。在這個可觀測宇宙當(dāng)中確實有邊界存在,那么我們以這一邊界為基準(zhǔn)來觀察,在它之外又是什么呢?

邊界之外是另一個宇宙?

首先大家需要明確一點,在可觀測宇宙邊界之外,是沒有“光”的,至少我們現(xiàn)在看到的光抵達(dá)那里時就已經(jīng)消失了。因此,我們只能對那之后的情況進(jìn)行想象,但也不是憑空瞎想。

所以,科學(xué)家認(rèn)為我們應(yīng)該從可觀測宇宙邊緣的情況進(jìn)行推理。從目前觀測到的宇宙空間情況來看,可觀測宇宙邊緣其實和我們所處的“宇宙”并無區(qū)別,依舊存在著星系和星系群,當(dāng)然在其周邊還有一些空白的地方。

按照這一情景來看,可觀測宇宙邊緣外的宇宙和我們現(xiàn)在的宇宙差別不大,應(yīng)該也分布著星系和星系群。而且大家知道嗎,我們的宇宙一直都處在膨脹當(dāng)中,而且它膨脹的速度是超越了光速的,這就意味著其實在邊界之外的宇宙可能更加的廣闊。如果不仔細(xì)觀察,那里的宇宙和我們所處的宇宙基本一致。

當(dāng)然,還有另外一種說法。即宇宙大爆炸時是產(chǎn)生了“多元宇宙”的,人類所處的宇宙只是萬千宇宙泡泡之一的一個。

這一理論讓絕大多數(shù)人都難以接受,畢竟宇宙的大小已經(jīng)讓人類無法想象了,這時還有人跳出來說,其實像這樣的宇宙還有很多,并且這些泡泡的“邊緣”早就交織在了一起。這種顛覆三觀的說法,的確會讓人覺得非常離譜。

可是美國天文學(xué)家尼爾·德格拉斯泰森曾經(jīng)說過這樣一句話:“宇宙沒有義務(wù)對你有意義?!?/p>

確實,宇宙和人類之間的對比實在是過于明顯。廣袤的宇宙不需要因為人類的存在,讓自己變得“便于理解”。所以,宇宙的誕生、結(jié)構(gòu)以及是否有邊界的問題,哪怕答案顯得再離譜也有可能是“標(biāo)準(zhǔn)答案”。人類有時候太重視本我的意義,從而忽視了這種問題,這就是局限性。

那么,在回到“多元宇宙”的問題。大家可以將邊界之外當(dāng)做一個宇宙的海洋,在這個海洋當(dāng)中有著無數(shù)的泡沫,每一個泡泡里都存在著嶄新的宇宙。而泡泡又不是完全不交融的,所以它們可能早就突破了邊界,產(chǎn)生了交集,我們看到的宇宙邊緣或許屬于另外一個宇宙。

2014年7月21日據(jù)英國《每日郵報》消息稱:在位于加拿大安大略省的圓周理論物理研究所內(nèi),研究人員聲稱已經(jīng)創(chuàng)造了可以測試多重宇宙論的首個實驗。在計算機模型中,他們模擬了整個宇宙。

可見,多元宇宙論或者說多重宇宙論雖然在1960年時才被提出。但是它確實是有一定依據(jù)的,依靠這種形象的解釋,或許可以幫助大家理解和想象宇宙邊界之外可能存在的情況。不過,隨之而來就產(chǎn)生了另一個問題,即這些“宇宙泡泡”相撞是否會發(fā)生什么恐怖的變化呢?我們所處的宇宙是否會受到影響?

宇宙泡泡接連相撞

實際上這一問題,科學(xué)家也早早就想到了,并且根據(jù)問題展開了研究。雖然我們把宇宙比作“肥皂泡”,但大家不要就順理成章地覺得與宇宙就和肥皂泡一樣脆弱,會在相撞當(dāng)中被戳破消失。

實際上,宇宙的相撞是會留下蛛絲馬跡的,就像汽車相撞會在地面和車體上留下撞擊痕跡一樣。因此,英國的天文學(xué)家認(rèn)為,可以通過在宇宙的邊緣尋找撞擊痕跡,來判定多元宇宙是否存在或者相撞。

為此他們分析了宇宙微波背景輻射的相關(guān)數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)還真的有異常。因為撞擊會使得宇宙的物質(zhì)分布情況出現(xiàn)明顯的變化,這種變化往往會以“圓圈”的形狀呈現(xiàn)在背景圖上。天文學(xué)家在相關(guān)數(shù)據(jù)中,發(fā)現(xiàn)了4處圓圈,它們就像宇宙泡泡相撞擠壓之后產(chǎn)生的“新宇宙”。

如果事實真的是這樣,那么宇宙海洋當(dāng)中的“新宇宙”應(yīng)該會處在不斷增加的狀態(tài)。畢竟每一次相撞都會讓一個或者多個宇宙誕生,而這些“新的小宇宙”又會存在于原來的大宇宙泡當(dāng)中。就這樣,不斷相撞,無限增加,不知何時才能將“宇宙海洋”徹底塞滿。

值得一提的是,由于多元宇宙的理論目前仍舊未被證實。所以以上這些分析都是基于科學(xué)家以多元宇宙為基礎(chǔ)的猜想,但是許多的科學(xué)理論都誕生于“想象”,期待著有一天我們可以找到證據(jù)證明該理論,這樣宇宙是否有邊界、邊界之外有什么的問題,也會隨之被解決。

標(biāo)簽: 邊界之外

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