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哈勃體積直徑為930億光年。超過這個距離,是宇宙的邊界嗎?

隨著科學家的不斷深入研究,關於宇宙的謎題逐漸清晰,但在壹開始,包括愛因斯坦在內的很多物理學家都認為宇宙是靜止的、永恒的,時空沒有盡頭。

直到1929年,美國天文學家埃德溫·哈勃發現所有的星系都在相互遠離,它們並不是靜止的。只有結合觀測事實和相關研究,人們才能認識到宇宙不是永恒的,和地球上的萬物壹樣,宇宙有始有終。

探索宇宙的邊界,要從可觀測的宇宙入手。因為光在宇宙中起著信使的作用,光速是恒定的,所以可以通過光到達地球的時間來計算地球與天體的距離。例如,地球和月球之間的距離是用激光測量的。

對於那些系外恒星和星系,天文學界采用的是光譜測距,因為恒星表面的光的顏色不是壹成不變的,而是會隨著時間而變化的。

天文學家可以根據恒星的顏色計算出它們自誕生以來發出了多少能量,通過比較恒星的真實亮度和與地球的亮度差,計算出它們與地球的大致距離。

每秒30萬公裏的光速不足以將信息傳遞到哈勃體積的每壹個角落,因此人類永遠無法看到宇宙的全貌。此外,由於宇宙中時空的超光速膨脹,654.38+04.5億光年外的星系回歸速度正式超過光速,因此超過這個距離的星系相當於與人類失去聯系。

在宇宙誕生6543.8+038.2億年後的今天,哈勃體積中只有3%的星系可以被人類文明到達並接觸到,而且這壹比例在未來隨著空間的加速膨脹還會繼續下降。

直徑為930億光年的哈勃體積,只是我們目前能看到的宇宙,並不是真正宇宙的邊緣。宇宙還在我們看不到的黑暗地方膨脹,膨脹速度遠遠超過光速,所以宇宙沒有邊界,至少在觀測意義上沒有邊界。

從哈勃體積壹步步放大,我們會看到這樣的場景:

在數十億到數十億光年的尺度上,超星系團將成為宇宙長城的節點,宇宙長城數十億光年組成的網絡結構將被占近70%的暗能量分割。

當視野縮小10倍時,距離為654.38+0億光年,中心密集的星系開始變得清晰。銀河系位於拉尼亞卡亞超星系團中的室女座超星系團內。

在654.38+00萬光年的尺度上,本星系團和本星系團開始出現,直徑為654.38+08萬光年的銀河系的基本輪廓也能依稀辨認出來。

在壹百萬光年到十萬光年的尺度上,銀河系將成為視覺的主體,我們的太陽系位於獵戶座的旋臂上。在10光年到1光年的尺度上,太陽會和周圍的恒星處於局部的氣泡中,地球在這個尺度上再往下就會小到塵埃。

我們宇宙的最終形狀很可能類似於地球,屬於壹個有界球體,具體來說是壹個封閉的四維超球體。所以,就像船不能離開地球壹樣,只能不停地回到原點。未來人類朝壹個方向飛行,最終大概率會回到起點,因為人類和飛船都是三維物體。

就像離開地球壹樣,必須用火箭向另壹個方向發力。未來人類要想跳出現在的三維宇宙,用自己的眼睛看到宇宙的全貌或邊界,必須先進入四維空間。

如果愛因斯坦晚年研究的大統壹理論是成功的,如果四種基本力真的整合成壹個框架,找到了宇宙的內在相似性,那麽也許人類真的可以突破維度的束縛,進入壹個高維空間,進而看到宇宙真正的邊界形狀。

可惜愛因斯坦直到去世也沒有完成他的理論。更何況直到今天,物理學界也從未出現過愛因斯坦這樣的物理學家。