人类对宇宙边缘的探索,始终源于对未知世界的深切好奇。一个常被提及的观点是,宇宙或许并无边界,然而事实远比这更为复杂。我们通常提及的宇宙,实际上是指我们所认知的时间和空间的总体范畴。但如果存在一片独立且对我们无影响的空间,它是否仍属于我们的宇宙定义之内呢?
根据广义相对论的描述,宇宙有可能是无限的,并被假定为平坦无垠,这意味着我们的银河系理论上可以无限延伸。然而,关于宇宙的平坦程度,我们是否真的有过实际测量其曲率的尝试呢?
实际上,我们可能永远无法得出宇宙是否无限的确切答案,因为这个问题在某种程度上超越了纯粹科学的范畴。科学界通过观测计算得出,我们能观测到的宇宙直径大约为930亿光年,半径约为465亿光年。这个数字基于宇宙微波背景辐射所能触及的最远距离,也是我们目前视野的极限,被称为宇宙的粒子视界。
465亿光年,这一数字代表了什么?它标志着宇宙微波背景辐射所能到达的最远边界,也是目前我们能够观测到的宇宙的最远处。粒子视界不仅是一个距离的概念,更是我们目前所能触及的宇宙边界,任何位于这个边界以内的物体,都属于我们所知的宇宙范畴。
值得注意的是,这里的距离是指宇宙在静态状态下的理论距离。然而,在宇宙学中,实际距离会受到时空扩张的影响。即便是光,也需要时间穿越这段距离,而且越接近粒子视界,剩余距离中的空间扩张就越显著。因此,我们必须考虑时空的变化,以及它对穿越距离的影响。
在探讨宇宙边界的过程中,一个有趣的现象是,时空本身并不按照固有距离移动,而是遵循最短的光线路径,即短程线距离。但即便如此,即使是光也无法立即到达粒子视界,因为时空的扩张需要时间。这意味着,如果你试图穿越至粒子视界,你将不得不面对不断扩张的空间,而且越接近目标,你所需穿越的空间扩张就越大。
那么,前往宇宙边界的旅程究竟有多远呢?答案是:你永远无法到达。即使以光速前进,也无法触及宇宙的边界。就像黑洞存在一个事件视界一样,宇宙也有一个事件视界。这个事件视界标志着一个点,超过这个点,我们就无法再看到任何物体,因为即使是光也会因红移而消失。这就是我们可观测宇宙的边界。在宇宙中,存在一个我们无法接收到任何信号的区域,因为我们的信号在到达那里之前,会穿越一个以超过光速扩张的空间。
同样的道理也适用于太空旅行。我们无法将物体送至宇宙的事件视界之外,因为在到达那里之前,时空的扩张速度已经超过了光速。这意味着,宇宙的边界对我们而言,永远是一个遥不可及的神秘之地。