宇宙的外面到底是什么呢？关于宇宙之外的五种奇怪理论

123457944 · 发表于 2022-12-13 17:09:57

物理学家们早就研究过宇宙的本质,但一些理论学家更想要了解未知（或许不可知的）的领域，即宇宙边界之外的物质到底是什么。是否有可能存在宇宙之外的其他物质？答案是：可能有。以下是关于“某些物质”可能存在的五个理论。

“宇宙之外”，一直以来都是一个极为棘手的问题，因为首先你必须定义宇宙，必须了解宇宙。由此，一个常见的答案便浮现了出来，这被称为可观测宇宙（observable universe），它由光速来定义。这样的定义是因为我们的肉眼只能看见光，宇宙中的任何物质都不能超越光速。
因为光速是有限的，所以宇宙大小变得不可测。不过我们可以利用光速来定义，即最遥远的一束光到达地球的距离。另外，红移现象，证明了可观测宇宙还在不断地膨胀，但它也是有限的——因为光学望远镜可以为我们提供最为遥远的宇宙，这个极限有时被称为哈勃体积（Hubble volume 或 Hubble sphere）。我们永远无法超越哈勃体积边界，所以无论出于什么目的和意图，它是我们唯一可以与之交互的宇宙。

艺术家对可观测宇宙的对数尺度构想，以太阳为中心，朝外是太阳系内行星和外行星，柯伊伯带，奥尔特云，南门二，猎户臂，银河系，仙女座星系，邻近星系，宇宙纤维状结构，宇宙微波辐射以及处在边缘的不可见的大爆炸等离子体。作者 :Unmismoobjetivo
超越哈勃体积

不过，我们肯定知道，在哈勃体积边界之外还有“更多的宇宙”。天文学家认为空间可能是无限的，因为“物质”（能量、星系等）的分布与可观测宇宙中几乎是相同的。如果真的是这样，那对于外面的空间会有一些非常奇怪的影响。在哈勃体积之外，您不仅可以找到更多不同的行星，最终还会找到一切可能的物质。
如果您走得足够远，就会发现另一个太阳系中地球上的人类在各个方面都和我们一样，不同的只是您今天早餐吃的是麦片而不是鸡蛋，或是还有一个您不吃早餐。事实上，宇宙学家认为，如果您走得足够远，会发现另一个哈勃体积与我们的完全相同。或许还有另一个版本的您，您的任何一个动作都会影响到10到10^188次方米之外的您。似乎这是不太可能的，但无穷远是极其无限的。

宇宙大尺度结构在三维空间视觉化的哈勃体积（球）。在这个尺度中每一个细小的光点代表的都是超星系团。室女座超星系团－我们的星系的家－位于我们的哈勃体积的中心，但是在图中实在是太小了，因而难以看见。图：Andrew Z. Colvin
宇宙暗流（Dark flow）

在2008年，天文学家发现了一些非常奇怪并且让他们意想不到的物质 - 银河系中的星团以极快的速度向同一方向流动，其速度超过了每小时200万英里。在2010年的新观察更加的证实了这种现象，后来被称为宇宙暗流（Dark Flow）。这种运动违背了大爆炸后宇宙中质量分布的所有预测。
一个可能的原因是：在哈勃体积之外存在着一种巨大的结构，该结构的引力对星团造成了一定的影响，从而形成暗流。这就意味着我们视野之外的无限宇宙结构是不均匀的。至于结构本身，它们实际上可以是任何物质，在尺度上物质和能量的聚集，我们几乎无法想象，从其他宇宙漏出引力的奇异扭曲。

银河系之外的星系全景图，诺玛星系团和大吸引子，在图像右下角靠近银河系的圆盘处（蓝色长箭头）。图：IPAC/Caltech, by Thomas Jarrett
泡沫宇宙理论

谈论哈勃体积之外的物质需要一点“作弊”手段，因为它可能仍然是同一个宇宙，只是这一部分可能是我们看不见的。该部分可能具有与我们宇宙相同的物理定律和常数。在宇宙的另一个版本中，宇宙大爆炸后的膨胀导致“气泡”在空间结构中形成。
每个气泡都是一个停止与其他空间一起伸展的区域，并形成了各自的宇宙，拥有自己的物理定律。在这个场景中，空间是无限的，每个气泡也是无限的（因为您可以在单个无限体内存储无限数量的无限值）。即使您能以某种方式突破我们气泡的边界，但是气泡之间的空间仍在不断膨胀，所以无论您走得多快，您永远无法到达下一个气泡。

“泡沫宇宙”示意图，宇宙1到宇宙6各自有自己的物理常数，我们的“宇宙”不过是其中的一个“泡沫”而已。图：Original by K1234567890y
黑洞的多产

物理学家李·斯莫林（Lee Smolin）提出的一个理论，即众所周知的多胎宇宙理论，这个理论表明了我们宇宙中的每一个黑洞都可能会导致一个新宇宙的形成。每个宇宙都会有各自稍微不同的物理定律。以这种方式，斯莫林建议对宇宙进行某种自然选择，因为黑洞频繁形成的定律导致了更多宇宙的产生，而非黑洞形成的宇宙，这样的宇宙会“消亡”。此后，这一理论遭到（斯莫林本人和其他人）否定。

宇宙本身就是一个黑洞？莫非我们一直生活在黑洞里面？图：网络
多重宇宙论

有许多关于平行宇宙的理论，但是最流行的弦理论包含了弦理论思想的演变，涉及到在其它维度上振动的膜。关于弦理论或膜理论的详细说明已经超出了本文的范围，但整个事件的结论是，第11维中的这些波纹膜是完整的其他宇宙，并且当涟漪相互撞击时，就会形成一个新的宇宙。
涟漪运动的影响有助于解释我们现在观察到的物质在宇宙中的分布。该理论中最奇怪的元素之一就是我们在宇宙中所经历的所有引力实际上都是从另一个维度中的另一个宇宙中泄漏出来的（这解释了为什么这里的引力与其他基本力相比显得如此微弱）。

五次卡拉比–丘流形的横截面。图：Polytope24
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文章作者：天文在线
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编辑用时：2018年12月20日 -2018年12月21日（花费时长：约5个小时）
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最后更新：2019年2月18日星期一
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