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关于宇宙边缘的疑问,似乎是人类对未知边界的永恒好奇心的反映。有些人可能会认为宇宙是无边无际的,但现实比这复杂得多。我们通常所说的宇宙指的是我们所知的时间和空间的总和,但若存在一个对我们没有影响、独立存在的空间,那它是否还被包含在我们所称的宇宙之中呢?
广义相对论告诉我们,宇宙可能是无限的。它被假设为平坦的,因此我们的银河系理论上可以一直延伸下去。但宇宙的平坦度究竟如何,有没有人实际测量过宇宙的曲率呢?
实际上,我们可能永远无法确定宇宙是否真的无限,因为这在某种程度上并不完全是一个科学问题。科学已经通过观察计算出我们能观察到的宇宙直径约为930亿光年,其半径则约为465亿光年。
465亿光年到底意味着什么呢?这是基于宇宙微波背景辐射所能达到的距离,也是我们目前能看到的最远处。而现在,465亿光年已经超越了微波距离,代表在不同星系和星系团中辐射所能传播的极限,我们称其为宇宙的粒子视界,也就是我们目前所能触及的宇宙最远端的距离。
任何位于粒子视界内的东西都被包含在我们所知的宇宙里,之前提到的即时距离,是指在宇宙停止膨胀的状态下,你可能在静态空间中穿越的范围。在宇宙学上,这种距离通常指的是我们所说的两个点之间的固有距离。
然而,并没有什么会真正按照固有距离移动,即便是时空本身,它遵循的是最短的光线路径,即短程线距离。即便如此,即使是光,也需要时间来完成这段旅程。因此,我们必须考虑到时空的变化,如果你想穿越到粒子视界,你必须先穿越不断扩张的空间,而且你越接近目标,剩余距离中的空间扩张程度就越大。
那么,你可能问,通往宇宙边界的旅程究竟有多长?答案是:你永远无法到达那里!即使你以光速前进也无济于事。就像黑洞存在一个事件视界,宇宙也有。事件视界是指存在一个点,超过这个点,我们就什么都看不见了,因为哪怕是光也因红移而消失,这就是我们可观测宇宙的边界。在宇宙中存在一个区域,我们无法接收到那里的任何信号,因为我们的信号在到达那里之前经过的空间会以超过光速的速度扩张。
这个道理同样适用于太空旅行,我们无法将物体送至宇宙事件视界之外,因为在到达那里之前,时空的扩张速度会比光速还快。 |
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