天天看點

宇宙的盡頭離我們有多遠?

宇宙的盡頭離我們有多遠?

宇宙有多大?宇宙存在了多長時間?宇宙的盡頭是什麼?這些重大問題一直困擾着人類。但随着現代天文學的不斷發展,這些問題已經有了初步的答案。

根據宇宙學标準模型,宇宙的存在時間不是無限的,而是大約138億年。另一方面,可觀測宇宙的直徑約為930億光年。那麼,這是否意味着465億光年之外是宇宙的盡頭呢?

答案是否定的。我們在地球上朝着任何方向觀測,最遠隻能看到465億光年外的天體。但可觀測宇宙的邊緣隻是我們目前所能觀測到的極限,并非是宇宙的邊緣。由于宇宙存在的時間是有限的,光速也不是無限快,是以宇宙中還有一部分是我們現在所無法觀測到的,那裡的光還沒有足夠的時間走完去往地球的路途。

宇宙的盡頭離我們有多遠?

可觀測宇宙的盡頭是不可觀測宇宙,那麼,不可觀測宇宙的盡頭又是什麼呢?

目前,人類無法知道整個宇宙的确切大小,不可觀測宇宙究竟是否有限不得而知。如果宇宙無限大,宇宙也就不會有盡頭的概念。如果宇宙是有限的,宇宙也不一定會有盡頭。至于宇宙究竟有沒有盡頭,宇宙盡頭之外是什麼,需要弄清楚宇宙的幾何形狀是怎樣的。

宇宙的幾何形狀由整個宇宙中的物質(普通物質和暗物質)和能量(光子、中微子輻射和暗能量)所決定,質能密度的大小影響着時空曲率。根據弗裡德曼方程,可以算出一個臨界密度。通過比較質能密度和臨界密度,可以推測出宇宙的形狀,總共有三種可能性:

宇宙的盡頭離我們有多遠?

(1)如果宇宙的品質密度小于臨界密度,宇宙的時空曲率小于0,整個宇宙的形狀是一種開放的雙曲形,宇宙在未來會無限膨脹下去。

(2)如果宇宙的品質密度等于臨界密度,宇宙的時空曲率等于0,整個宇宙是平坦的,空間無限延伸,宇宙在未來逐漸會停止膨脹。

(3)如果宇宙的品質密度大于臨界密度,宇宙的時空曲率大于0,整個宇宙空間會被壓縮成封閉的狀态,宇宙在未來會由膨脹轉變為坍縮。

由此可見,無論宇宙的幾何形狀是哪一種,宇宙都沒有盡頭的概念。在開放的宇宙中,宇宙沒有盡頭,并且也是無限的。在封閉的宇宙中,宇宙也沒有盡頭,但是有限的。

宇宙的盡頭離我們有多遠?

上述是基于四維時空(三維空間+一維時間)的情況,這是我們目前所能了解和認知的。或許我們隻有進入更高次元的時空,才能看到宇宙的全貌,進而确定宇宙的盡頭究竟是什麼。