为什么我们可能永远无法知道宇宙的一切？

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一直以来，揭开宇宙的本质是科学家梦寐以求的事情。不仅如此，科学家还想要实现对宇宙规律的控制，并且要知道从宇宙诞生起到今天存在的每一个粒子是如何运行的。

但这种终极的科学梦想在未来不一定会实现，即使未来科学家拥有更为强大的观测技术。这是因为早期宇宙很可能发生过暴胀，无论是现在还是将来，我们能观测到的那一部分宇宙仍然是有限的。在半径为465亿光年的可观测宇宙中，能量、粒子数量以及我们能收集到的信息都是有限的。

有限的观测范围

在138亿年前，宇宙从一个炽热、稠密的奇点中发生大爆炸而形成。此后，宇宙不断扩张和冷却，最终演变为如今的状态。

即使宇宙空间本身的结构在膨胀，即使光子能以终极宇宙速度（光速）穿过空间，我们只能看到有限的距离。无论空间结构膨胀得有多快，光速有多快，宇宙自诞生以来经过了多少时间，这些性质都不是无限的。因此，我们只能看到有限的距离，可观测宇宙中只包含有限数量的物质和能量，我们所能获得的信息量是有限的。

人类所知的宇宙

就目前所知，我们的星系中包含大约1000至4000亿颗恒星，整个可观测宇宙中包含大约2万亿个星系、10^80个原子、10^90个光子、10^54千克质能。我们还知道宇宙是如何聚集成星系群、星系团和丝状结构，以及它们是如何被巨大的宇宙空间分隔开来。我们还知道定义这些结构的宇宙距离尺度，以及宇宙如何随时间演变。

在宇宙大爆炸模型和广义相对论的框架下，我们能对宇宙的演化做出最好的解释。哈勃在百年前的重大发现改变了我们对宇宙的认知，大量远离银河系而去的星系表明，宇宙空间本身的结构正在膨胀。

如果宇宙在膨胀，那么，宇宙还在冷却。因为随着时间的推移，光的波长会被拉长，能量逐渐衰减。倘若如此，我们应该会看到一种具有特殊性质的余辉——宇宙微波背景辐射，这些光子可以追溯到宇宙最初阶段。

理论上，我们还应该会看到一个不断演变的宇宙结构网；最早的气体云应该有特定比例的轻元素，而重元素根本不存在。所有关于宇宙的预测都得到了观测的证实，宇宙大爆炸理论得到了广泛认可。

如果我们能理解宇宙的开始以及控制现实的规律，我们就能知道宇宙中所发生的一切。因此，我们所要做的就是利用物理定律来推断。然而，当宇宙学家推断出宇宙最早期的阶段，并把理论预言的与观测结果进行比较时，得到了意想不到的结果。

暴胀的早期宇宙

在最初时刻，宇宙是一个拥有无限温度和密度的无限小奇点。理论上，整个宇宙将会湮灭，或者几乎立即重新坍缩，宇宙中永远不会形成恒星或星系，除非宇宙的初始膨胀速率和初始能量密度没有达到完美的平衡。宇宙在不同的方向会有不同的温度，除非有什么东西使宇宙各处的温度变得均匀。另外，宇宙还将充满从未被探测到的高能遗迹。

但在现实中，宇宙中充满了恒星和星系，宇宙各个方向的温度都是一样的，宇宙中没有高能的遗迹。解决这一理论缺陷的最成功方法就是暴胀理论，该理论认为宇宙在极其短暂的时间内发生了剧烈的空间膨胀，这取代了奇点的概念，并预测了宇宙大爆炸理论无法预测的初始条件。

此外，暴胀理论还做出了另外六个重要预测，其中五个已经被证，还有一个超出了人类目前的观测极限。

宇宙大爆炸理论中未解的问题和无法解释的谜团，为宇宙学家提出宇宙暴胀理论铺平了道路。宇宙暴胀理论再现了宇宙大爆炸理论的成功，解释了未解之谜，然后它自己做出了新的预测，并产生了可观测到的结果。

但新的问题又出现了，为什么早期宇宙中会发生暴胀？

根据暴胀模型，宇宙暴胀发生在宇宙诞生之后10^-35秒，持续时间仅10-33秒（10亿亿亿亿分之一秒）。由于在暴胀期间，宇宙空间呈指数式的扩张，这抹掉了之前发生的任何信息，将其与我们能观测到的宇宙分离开来，将其推到我们所能观测到的宇宙之外，宇宙真相随之消逝。

由于早期宇宙中发生过暴胀，使得我们只能了解到有限的宇宙。再加上宇宙本身可能是无限的，而我们对宇宙的认识永远不会是无限的，所以我们可能永远不会知道宇宙的一切。


本文选自：今日头条

joy3118

不是宇宙无限大，宇宙有边界，宇宙之外就是神界。只是人类太渺小，就像看蚂蚁一样的渺茫渺小。

fvhPHALo

因为人的思想有很大的局限性 所以万事万物都陷入了永无止境的循环之中

lzwdj

蚂蚁能了解地球吗？

yy760

总有一天，宇宙的秘密会被解开，就像我们观看蚂蚁一样。