科学家 宇宙之外究竟还有什么?困扰天文学家多年的问题,有答案了吗?( 二 )


其实我们所居住的地球也可以近似地看成一个有限大小没有边界的存在 , 我们从地球任意一点上出发 , 沿着一个方向前进 , 最终我们会在一次环球旅行后回到原点 。 这个所谓的无边界理论大概就是这个意思 , 但问题是 , 地球实际上是有边界的 , 边界就在大气层之上 。
一个不断膨胀的气球同样也是有边界的 , 气球表面再往上走 , 就是宇宙的边界 。 那么在这个不膨胀的宇宙中 , 哪个方向才是往上呢?没有人能够解答这个问题 。

  • 膜宇宙理论
在著名的超弦理论和M理论中关于宇宙存在形态的解释有一个分支 , 这就是膜宇宙学 , 膜宇宙理论认为 , 我们所存在的宇宙实际上就像一颗珠子一般 , 被镶嵌在一张更高维度的膜上面 。
对于这张膜而言 , 我们的宇宙仅仅是它的基本粒子而已 , 所以在这张膜中 , 还同时存在着无数个与我们宇宙差不多甚至一样的三维宇宙 。
这个实际上就是多元宇宙理论的升级版 , 唯一不同的是 , 所有宇宙是在一个更高维度的空间中共存 , 而不是在同一个三维空间中共存 。 在膜宇宙中 , 如果我们能够突破宇宙的边界 , 就能进入更高的维度世界中 。
宇宙的外面究竟有什么?根据科学家的观测 , 认为宇宙的寿命应该为137.3亿年左右 。 但是从我们观测到的直径930亿光年的可观测宇宙 , 我们可以很快得出一个结论 , 那就是宇宙的扩散速度超过光速 。
但我们又知道有质量的粒子和物质是永远无法达到光速 , 更不用说超越光速 , 之所以宇宙扩张的速度比光速快 , 其实是因为 , 实际上并不是宇宙的物质在以超光速远离我们 , 而是天体之间的空间正在以极快的速度在扩张 。
在爱因斯坦的广义相对论中 , 宇宙的空间是不平直且可以扭曲和拉扯的 。 比如太阳附近的空间 , 就被太阳自身的重量压得弯曲变形 。
这变形的空间就像是一张绷直的被单被石头压得陷进去一样 , 其他物体在进入这个凹陷时 , 由于所有物体与太阳之间都会有一个相对速度 。
于是这些物体就会沿着凹陷内壁 , 围绕着凹陷中心的太阳 , 一直旋转运动着 , 因为宇宙空间的摩擦力几乎可以忽略不计 , 所以太阳周围的行星能够一直旋转几十上百亿年都不会掉到凹陷中心去 。
原本空间都是平直的 , 但空间只要有是物质的存在 , 周围的空间就会弯曲 , 而宇宙大爆炸让物质出现 , 同时也让空间变得弯弯曲曲 。
所以首先我们可以得到一个答案 , 那就是在宇宙爆炸产生的物质还没有到达的空间 , 如果有空间的话 , 那么这一片空间起码是平直的 。
如果没有空间 , 那答案就更简单了 , 这将说明 , 宇宙是有边界的 , 而宇宙内所有的物质都无法穿越这个边界 , 即便宇宙物质的扩散可能会让边界后退 , 但边界依旧会存在 。
世界被划分为有物质的空间和边界背后无物质无空间这两个世界 , 那么我们只能说宇宙的外面什么都没有 , 甚至可以说宇宙没有外面 , 因为我们无法理解一个没有空间和物质的世界是什么样的 。
当然科学家们还是比较倾向于宇宙的外面是有空间的 , 当物质扩散到这些平直的空间时 , 宇宙就会变得扭曲 。
前文所描述的宇宙正在以超越光的速度膨胀 , 就是因为拥有物质的宇宙空间的被扭曲了 , 连续不断的扭曲让宇宙外围的物质看上去离我们越来越远了 。
总而言之 , 现在我们可以得出两个结论 , 要么宇宙外面什么都没有 , 要么宇宙只有一片平直的没有物质的空间 。
视界的存在实际上 , 研究宇宙的外面有什么 , 意义并不大 , 因为我们无法有效能够观测到的宇宙也就只有半径465亿光年的一个大圆球 。
更远一些的宇宙 , 由于空间扭曲和膨胀 , 465亿光年以外的物质远离我们的速度已经超越光速 , 它们的发射出来的光已经无法到达我们这里了 , 所以我们根本无法用任何办法看或者感知到这个范围以外的事物 。
于是视界就形成了 , 实际上比起宇宙那个不一定存在也不知道以什么形式存在的边界 , 视界更像是专属于我们的宇宙边界 。
在我们附近发生的所有事情 , 都不会影响到视界以外的宇宙 , 原因很简单 , 就连信息都传不进来 , 在可观测宇宙以外的物质对我们而言相当于不存在 。
信息一般是以光速传播的 , 而物质永远无法超越光速 , 所以看不到的世界 , 无法影响我们 , 我们也无法影响到它们 。

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