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【广义相对论|困扰天文学家多年的问题：宇宙之外到底还有什么？】
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综述
在刘慈欣的《三体》游戏中 ， 宇宙被描绘成一个周期混乱、运行失序的空间 ， 所有的有机体只能在特定的有限的稳定时空中实现短暂的生存 。
历史没有了连续性 ， 人类文明的线索也无从谈起 ， 而所谓的三体并不只是一个游戏那么简单 ， 在它的牵引下 ， 一个地球之外的文明从被黑暗浸没的宇宙深处向地球发来了一封信 。
从威尔斯到克拉克 ， 从阿西莫夫到刘慈欣 ， 近现代的科幻作家不断创造出新的宇宙世界观 ， 不断试图扩展人类认知的边界 ， 而在所有这些作品当中 ， 一个最核心的问题贯穿始终 ， 宇宙之外到底还有什么？
宇宙大爆炸
宇宙之外到底还有什么？如果我们在语义上已经将宇宙定义为一切物质所存在的时空 ， 那么这个问题就会失去意义 ， 变成形而上的、缥缈不定的想象 ， 所以要科学理性地回答这个问题 ， 首先要将宇宙的概念说明清楚 。
目前为止最受欢迎的有关宇宙诞生的理论 ， 就是大爆炸理论 ， 按照这个理论的说法 ， 最早的宇宙是一个集高密度、高温度为一体的物质与能量综合体 ， 时间的变化周期比目前人类所适用的单位要短暂得多 。
这个时期一般被称为宇宙的普朗克时期 ， 由于物质能量之间相互的作用力与相对时空中的重力能够达成一个比较稳定的平衡 ， 此时的宇宙在理论上表现为一个紧致的统一体 。
紧接着普朗克时期之后 ， 宇宙开始在一个非常短的时间内发生暴胀 ， 时空在一个非常短暂的周期里呈加速度向外扩张 ， 温度和密度随之下降 ， 并在这个时间节点之后开始以一个较为缓慢的速度开始膨胀 ， 直到几十亿年后的今天 。
广义相对论
那么现在的宇宙有多大呢？它的边界在哪里呢？严格来说 ， 这个问题还没有答案 ， 而当前最好的能够恰当地描述宇宙大小的理论就是广义相对论 。
按照广义相对论的说法 ， 宇宙是相对的 ， 任何物质与能量的周围所延伸出来的时空中的一切就构成了宇宙 ， 而且这种宇宙不是固定不变的 ， 它伴随着物质的消亡以及能量的流动而不断迁移、转换 。
在特定的物质和能量圈当中 ， 时空具有相对稳定性 ， 物质之间、能量之间能够彼此影响和被影响 ， 在人类无法探知的遥远的地方 ， 一些宇宙空间可能永远也不会与我们产生交集 ， 也就是我们经常说的平行宇宙、平行世界 。
即便如此 ， 在人类能够观测到的区域内 ， 我们还是想到了一些办法来试图描述宇宙的大小 。 假设宇宙在各个方向上的物质和能量分布是相对均匀并且同性的 ， 那么宇宙就可以被描述为一个三维空间 ， 并采用计算三维空间的计算方式来推测大小 ， 也就是曲率半径 。
曲率 ， 简单来说就是几何上用来描述几何物体弯曲程度的数值 ， 但在平面之外如何直观地衡量一个立体三维空间的大小呢 ， 科学家于是引入了曲率半径的概念 ， 将一个曲面偏离平面的程度用这个数值的大小表达出来 。
在大爆炸理论的基础上 ， 现代物理学提出了这样一个推论 ， 在天文观测中 ， 如果宇宙时空的曲率变化呈现出相对规律且平滑的变化 ， 那么结合各向均匀同性的假设 ， 宇宙应该被认为是无限大的 ， 反之 ， 如果曲率的变化更倾向于弯曲 ， 也就是类似一个球体的形状 ， 则宇宙应该被认为是有限的 。
暗能量
总的来说 ， 现代宇宙学的研究认为当前的宇宙仍然还在持续膨胀 ， 而关于膨胀的原因 ， 却一直没有一个比较有说服力的解释 。
暗能量的假设认为 ， 宇宙之所以会发生膨胀 ， 是因为时空当中存在着所谓的暗能量 ， 它的密度比所有能观测到的物质能量都要小 ， 但这种性质并不是恒定不变的 ， 它可以相对稳定且均匀地存在于时空中间 ， 也可以在特定情况下随着时空的变化而发生转移和转换 。
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