可观测宇宙直径930亿光年，超过这个距离，就是宇宙的边界吗？

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导语

在物理学领域中，爱因斯坦无疑是最闪耀最杰出的一位科学家，相信在许多人心中，爱因斯坦说起来可能是这样一种印象:“爱因斯坦提出了狭义相对论、广义相对论，理论革新，开创新纪元，影响深远，绝对是一位杰出的物理学家!”

然而，爱因斯坦虽然给物理学界留下了太多惊世骇俗的奇迹，但同时也留下了一点遗憾，这个遗憾直到今天也没有被解开，那么这个遗憾到底是什么呢?
物理学领域会留下怎样的疑团?
一、爱因斯坦与宇宙的关系。

人们总是不禁感叹，当初爱因斯坦提出的广义相对论可以如此精准的描述和解释许多物理现象，他应该也相信，这种精确是有着终极限制的，他本人对自己的理论也非常自信:
“如果有一天我错了，宇宙的结构不是像我所描述的那样，那宇宙的创造者一定是个糊涂人。”

并且，爱因斯坦自己提出的理论，在之后的科学实验中也得到了很好的验证。
爱因斯坦所描述的宇宙就是一个有限的、无边界的四维空间，然而，今天科学家发现，在当今观测和推算下，宇宙不仅没有边界，空间维度也不仅仅只有四维。

那么宇宙有没有边界，爱因斯坦的理论又存在什么问题呢?
其实宇宙是否有边界这个问题，早在爱因斯坦之前就有很多先贤思想进行过尝试和探索，然而直到今天，都没有一个十拿九稳的结论。
而这其中最大的阻碍就是“光速极限和宇宙膨胀”。

光速作为真空中最基本的物理常数，它的存在决定了我们的观测和信息传播是受到一定距离限制的，如果观测距离超过这个极限，那么我们将永远无法知晓这个距离的事物存在，这也是为什么我们现在说“未知”宇宙是可以任意远的。

而宇宙的膨胀更是加速了“未知”宇宙的范围，在1929年，大名鼎鼎的天文学家“哈勃”发现到了一个伟大的宇宙真理——“宇宙正在膨胀”。
没有人能想到，这个看似平静的宇宙其实是在不断的变化着。

然而这个发现同样摧毁了人们对宇宙的最初认知，原本人们认为，晚上数不尽的繁星就是宇宙的全部，他们并不会因为意识不到，宇宙并不是这样一颗星球的大小，就会对宇宙的伟大和神秘起初探问。

然而，随着哈勃的这次惊天大发现，他不仅证实了宇宙是膨胀的，还提出，只有认识到宇宙的膨胀速度，并运用测距方法来推演出任意一颗宇宙星球最早的存在时间，才能真正的探究出宇宙有没有开始和结束。

为了证实宇宙是否有开始和结束这个问题，哈勃又和当时权威的天文学家“蒂姆宿二”进行了合作，两人一番大数据运算，最终的结论令众人震惊——宇宙有始有终。
但是，由于宇宙星球的数量太多，只能通过三角测量的方法找出一颗较近的宇宙星球，然后通过光谱测距的方法来计算宇宙星球最早存在的时间。

二、光谱测距和可观测宇宙距离。

光谱测距是通过测量发出光线的宇宙星球的光波谱，在经历宇宙膨胀的影响下，我们现在所看到星球的光的波长会因为膨胀拉长，所以，我们可以通过求出发射的光波谱膨胀的比例来反推出宇宙星球的所在距离，从而计算这颗星球最早存在的时间。

而这个最早存在的时间如果都是一样，确定宇宙的起源时间，就需要计算星球所在的距离来推算，而这种推算是无法求得宇宙所有星球的距离再推算出宇宙的起源时间，科学家也因为如此提了一个“可观测宇宙”的概念。

这个概念指的是在当下我们在可以勉强测出距离的一定范围内的宇宙的长度，按照光速的极限，可观测宇宙的长度为930亿光年，这个数量也直接表明了宇宙的体积是多么的龐大。
而在1929年哈勃对宇宙膨胀速度的测量中，发现宇宙膨胀的速度不是匀速的，这也使得“可观测宇宙”这个距禋还会变长，那宇宙的实际长度又是多少呢?

宇宙的实际长度，很难计算，但有一个数据比较大众都知道，那就是宇宙中最远的宇宙星球，距离我们有390亿光年，那么这个星球到我们之间的距离，实际上是宇宙的边界么?
答案是否定的，就像我们在地球上若是来回穿行，看似走不出地球，但实际上地球只是一个小小行星，所以，从这个角度看，宇宙中那些我们无法观测到的宇宙星球，仅仅是宇宙的一小部分，整个宇宙还有很长很长的路要走。

并且随着宇宙的膨胀，可观测宇宙只是整个宇宙绝大部分的长度，其长度甚至还不足以和后面的宇宙星球的数量相比，所以说，宇宙的性质就决定了，宇宙并不存在观测意义上的“边界”，我们所看到的只不过是眼前的一片宇宙小海洋而已。

那么宇宙的公里数又是多少呢?
在哈勃公布了宇宙的膨胀速度后，人类年代渐渐开始探究宇宙的性质和秘密，其中最耗时耗力的就是大统一理论，大统一理论是用来统合所有物质及其相互作用规律的一种理论。

按照爱因斯坦所描述的空间维度是四维，然而，由于物质和物质之间的相互作用在三维空间中无法解释，而只有加入一个四维空间才可以很好的解释三维空间中的相互作用，这就是为什么宇宙的空间维度最少也是四维。

然而，大统一理论之所以难以完成，其中一项就是宇宙中的基本粒子种类过多，这远超出了人类的认知和理解，大统一理论中的结构相对来说，没有很好的演继性。
而在物理学领域中，史上最最杰出的物理学家爱因斯坦也无法完成大统一理论的创新。

今天，物理学界再未出现有像爱因斯坦一样杰出的物理学家，由此可见，大统一理论的完成还是需要时间的积累和前人的经验。
对于四维空间的解释，相信在爱因斯坦时代，或许确实只存在着四维空间，但是，在现在这个时代，人们对于宇宙的认知更是开放的多，不像爱因斯坦时代，还受伽利略的“地球是中心”的错误思想束缚一样。

如果宇宙的空间维度真的只存在四维，那宇宙的边界一定就是一个超球体，来容纳整个宇宙的空间，但是，如果超球体存在，那么这个超球体的外部是什么呢?
又是怎样一个空间维度?
我们无法观测超球体外部的空间维度，所以，我们的宇宙很有可能存在着一个高维度的空间维度。

三、超越三维空间

爱因斯坦时代有一项实验，人们透过显微镜观察原子，把原子想象成一个“果团”，有正负电子核组成，那这个“果团”是怎样的?
人类无法观测，仅仅是通过经验和想象来进行形容，正如宇宙中的高维度空间，我们都无法观测出高维度空间的模样和形态。

所以，如果有一天，大统一理论的成功，或许宇宙甚至会超越我们的认知和想象，我们会发现，宇宙是多么神秘奥妙，或许在未来的某一天，人类会接触到超越三维空间的宇宙中。

人类对于宇宙的认知是受限于自身的认知和观测能力，我们身处三维空间，无法想象三维空间之上有什么，机器人身为人类的延伸器官，可以成为观测更高维度空间另一种思路。

但是机器人无法摆脱人类的认知和指挥，所以要得知真正意义上宇宙的全貌，可能机器人也需要超越三维空间才行。
人类追求认知的道路上永无止境，大统一理论的完成就是物理界的巅峰，同时也是通向新的物理认知的大门。

爱因斯坦作为物理学领域的巨匠，他的出现为物理界的杰出人才提供了范本，为同行间的伙伴提供了学习的榜样，但是爱因斯坦留下的一些未解之谜，也是物理界的一大疑团。

他的思想也给后人研究和思索宇宙的启发，正如“黑洞”真实存在一样，可以说爱因斯坦没有理论的支持，但是正是爱因斯坦的理论给科学家寻找黑洞的灵感和启发。

未来物理学领域，必定需要更多的创新和探索者，也希望物理学界可以再现一位爱因斯坦的物理学巨匠。
结语

大统一理论是物理领域的最高水平，也是最深的研究领域，它的完成将引领人类进入一个新的物理认知，也将带来宇宙认知史上重大突破。

爱因斯坦或许留下物理认知领域的一些未解之谜，但正是这些未解之谜，让有志于物理领域的科学家研究和探索，也必将有更多的创新和探索者出现，带来新的物理认知突破。