宇宙是不是无限大？爱因斯坦的回答或许能刷新你的世界观！

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W频道·科普篇

都说宇宙浩瀚无垠，那宇宙真的无限大吗？支持这种观点的人，会说因为我们观测到的宇宙就是没有边界的啊，当然就是无限大的。

人类最先进技术仍无法观测到宇宙的边缘

可是进一步问：我们看到的宇宙无限大，就真的无限大吗？

直接观测法无法回答这个问题，因为这里有一个直接观测发悖论：

如果宇宙无穷大，我们就永远无法通过观测得到无穷大；如果无法直接观测得到无穷大，我们就无法证明宇宙无穷大。

直接观测法悖论本身说明，宇宙如果无穷大根本无法使用观测证明，只能通过逻辑推理出来。

宇宙是有限的？

从推理角度来看，宇宙界限无法直接观测到，但不代表什么证据都观测不到，而人类确实观测到一些“端倪”。

两个重要的端倪就是宇宙微波背景辐射和宇宙星体的普遍红移。

宇宙微波背景辐射的发现者直接获得了诺贝尔奖，因为它证明了科学界一个非常重要的假设，宇宙大爆炸理论。

宇宙大爆炸

宇宙大爆炸理论的核心是，宇宙来自大概170亿年前的一个体积极小的奇点，这个奇点大爆炸后，就形成了整个庞大的宇宙。而宇宙微波背景辐射，就是这次大爆炸残留的余温。

星体红移是指同一个星体传递到地球的光线的的光谱，随着时间，光谱的频率向红色移动。星体红移说明星体正在远离地球，而宇宙星体是普遍红移的，也就是宇宙中所有星体之间的距离都在远离。基于这个观测，然后有了宇宙膨胀学说。宇宙膨胀学说是说宇宙空间一直在膨胀。速度甚至超过光速。

宇宙膨胀

宇宙大爆炸理论和宇宙膨胀理论会很容易得到一个结论，就是宇宙是有限的。

那爱因斯坦怎么解释呢？

爱因斯坦说宇宙是"有限无边"的。

这句话直接理解很简单，就是说宇宙有限，但是没有边界。

爱因斯坦

其实我们早就接受过“有限无边”

听起来好难理解，有限怎么可能无边呢？其实我们早就体会过“有限无边”。那就是地球的有限无边，因为地球是圆的。

地球是三维的圆球

地球“有限无边”，是在二维观测得到的结果。

人类生活在地球，但其实只生活在地球的表面，而地球表面也足够大，足够让我们感觉我们看到地面是平面，而其实是曲面。古时人类最直接的感受，就是世界是平的。

当人类可以环球旅行，我们能感受到的就是世界“有限无边”。

环球旅行

我们生活在三维世界，所以我们直接可以根据“有限无边”推测得到地球是圆的。

其实在卫星飞上太空前，“地球是圆的”这个结论，都是从世界“有限无边”得到的推测；而卫星幸好证明了我们的推测。

苏联第一颗人造卫星

那怎么理解宇宙的“有限无边”？

指尖科技说小编想：地球在二维的“有限无边”，实际确是三维的球体；类似的，宇宙三维的“有限无边”，会不会也是四维的一个形状呢？

宇宙模拟

这只是推论，对于四维，有很多人说是时间；但是也有人说，既然一维二维三维，都是空间的概念，四维应该也是空间的概念，而不是时间。

爱因斯坦也提出过一个四维空间的概念，就是时空洞，也就是虫洞。虫洞是三维空间的扭曲，通过虫洞后，直接就可以移动在三维上极长的距离。

虫洞本身就是一个四维空间扭曲的结果。

虫洞示意图

从三维“有限无边”这个角度来看，宇宙可能也是一个四维空间的结果。

然而生活在三维空间中的我们，可能无法理解四维空间到底是什么样的，也无法理解说宇宙到底是什么样的、宇宙到底是不是无穷大。爱因斯坦虽然提出“有限无边”的说法，但是实际上需要证明也非常困难。

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本文选自：今日头条