人類對宇宙邊緣的探索,始終源于對未知世界的深切好奇。一個常被提及的觀點是,宇宙或許并無邊界,然而事實遠比這更為復(fù)雜。我們通常提及的宇宙,實際上是指我們所認知的時間和空間的總體范疇。但如果存在一片獨立且對我們無影響的空間,它是否仍屬于我們的宇宙定義之內(nèi)呢?
根據(jù)廣義相對論的描述,宇宙有可能是無限的,并被假定為平坦無垠,這意味著我們的銀河系理論上可以無限延伸。然而,關(guān)于宇宙的平坦程度,我們是否真的有過實際測量其曲率的嘗試呢?
實際上,我們可能永遠無法得出宇宙是否無限的確切答案,因為這個問題在某種程度上超越了純粹科學(xué)的范疇??茖W(xué)界通過觀測計算得出,我們能觀測到的宇宙直徑大約為930億光年,半徑約為465億光年。這個數(shù)字基于宇宙微波背景輻射所能觸及的最遠距離,也是我們目前視野的極限,被稱為宇宙的粒子視界。
465億光年,這一數(shù)字代表了什么?它標(biāo)志著宇宙微波背景輻射所能到達的最遠邊界,也是目前我們能夠觀測到的宇宙的最遠處。粒子視界不僅是一個距離的概念,更是我們目前所能觸及的宇宙邊界,任何位于這個邊界以內(nèi)的物體,都屬于我們所知的宇宙范疇。
值得注意的是,這里的距離是指宇宙在靜態(tài)狀態(tài)下的理論距離。然而,在宇宙學(xué)中,實際距離會受到時空擴張的影響。即便是光,也需要時間穿越這段距離,而且越接近粒子視界,剩余距離中的空間擴張就越顯著。因此,我們必須考慮時空的變化,以及它對穿越距離的影響。
在探討宇宙邊界的過程中,一個有趣的現(xiàn)象是,時空本身并不按照固有距離移動,而是遵循最短的光線路徑,即短程線距離。但即便如此,即使是光也無法立即到達粒子視界,因為時空的擴張需要時間。這意味著,如果你試圖穿越至粒子視界,你將不得不面對不斷擴張的空間,而且越接近目標(biāo),你所需穿越的空間擴張就越大。
那么,前往宇宙邊界的旅程究竟有多遠呢?答案是:你永遠無法到達。即使以光速前進,也無法觸及宇宙的邊界。就像黑洞存在一個事件視界一樣,宇宙也有一個事件視界。這個事件視界標(biāo)志著一個點,超過這個點,我們就無法再看到任何物體,因為即使是光也會因紅移而消失。這就是我們可觀測宇宙的邊界。在宇宙中,存在一個我們無法接收到任何信號的區(qū)域,因為我們的信號在到達那里之前,會穿越一個以超過光速擴張的空間。
同樣的道理也適用于太空旅行。我們無法將物體送至宇宙的事件視界之外,因為在到達那里之前,時空的擴張速度已經(jīng)超過了光速。這意味著,宇宙的邊界對我們而言,永遠是一個遙不可及的神秘之地。