宇宙究竟是 有限的 ,還是 無限 的?
這個問題一直在爭論不休。
有人認為宇宙是有邊界的,因為 哈柏望遠鏡 能看到的最大邊界就是大約 920億光 年,這應該就是宇宙的極限。
可是有人反對,他們認為,這920億光年只能叫做 視野邊界 ,而 不是宇宙的真正邊界 。
哈伯空間望遠鏡
舉個例子,古人為什麽認為 天方地圓 ,因為站在地面上 往遠處看 ,會認為 地面與天際線的交界處是大地的邊界 。
實際上,那只是人的目光所及罷了。同理,哈伯空間望遠鏡利用的是 光學 ,所以會存在「 目光 」限制。
為了一探究竟,我們多方探索, 宇宙是否存在邊界 。
宇宙是否有邊界
邊界的探討
關於宇宙是如何誕生的,大部份科學家們比較支持 宇宙大霹靂論 ,認為宇宙是由一個 奇異點 爆炸產生的。
如果是這樣,那麽宇宙的邊界就得根據 宇宙的形狀 而決定。
如果宇宙是一個 球型 ,那麽宇宙就是 有界限的 ;如果宇宙是 洪鐘型或者喇叭型 ,它的某一個方向是不存在邊界的。
這就好比 射線 ,從一個點出發, 另一端可以無限延伸 。
我們或許能找到那個點,但絕對找不到另一個點。
宇宙大霹靂
理論上來說,是可以 找到爆炸的起始點 ,而我們卻一直 找不到爆炸的終點 。
可是 空間是宇宙膨脹產生的 ,只有膨脹到了的地方才有空間。還有一個現象說明宇宙有邊界,但是 我們看不見 ,那就是 宇宙膨脹 。
哈柏望遠鏡作為 光學望遠鏡 ,只有光到達的地方,才能被它觀測到。
而它觀測到的 920億光年 ,只能說明光到達了那裏。之外的地方觀察不到,不是因為不存在,而是 光還沒有去 。
如果宇宙膨脹的速度 超過了光速 ,那麽 光永遠無法追上宇宙的邊界 ,人類的目光永遠比真正的邊界晚一步。
宇宙膨脹示意圖
這麽一看,宇宙的邊界問題 變得十分矛盾 ,因為哈柏望遠鏡看到的, 不是全部的宇宙 ,只能被稱為「 可視宇宙 」。
看不到的宇宙,永遠不知道它的邊界在哪裏,那麽一定程度上講,宇宙是 有邊但是無界 。
想要證明宇宙的邊界,只能 追上宇宙膨脹的步伐 ,去膨脹的最前沿,就能知道是否有界限了。
值得註意的是,宇宙大霹靂只是宇宙起源的一種假說,時間和空間並不一定就是爆炸帶來的。
恐怕宇宙的界限會成為 未解之謎 ,伴隨著宇宙的存在。
多元宇宙
放大宇宙
當以 10億光年 為尺寸觀測宇宙的時候,在10億光年外拍下一張照片,會看到 漆黑的空間 ,一些 稀疏的光點 ,它們有的比較亮,有的比較暗。
這個時候我們放大圖片,將比例尺定格為 1:1億光年 的時候,會有 某一區域 出現 密集的光點 。
它們好像 組成了一個系統 ,緊密「挨」在一起,在它們旁邊,依舊是稀疏的光點。
繼續放大,將比列尺放大到 1:1000萬光年 ,我們能看到空間中的點 亮度更大 了,這些點並 不是單獨的恒星 ,而是 一個個星系 ,這其中就有我們的 銀河系 。
光年之外
當比例被放大到 1:100萬光年 的時候,我們能看到, 銀河系的輪廓 出現在了圖片裏。
此時的 銀河占據照片的大約十分之一。
比列尺放大到 1:10萬光年 時,銀河系占據了整張圖片,我們能清楚看到它的 旋臂 ,以及 光環 。
這就是我們現在所在的 銀河系 , 直徑大約10萬光年 。
如果繼續放大,比例來到 1:1萬光年 ,我們看見整個圖片上 密密麻麻全部是點 ,它們就是 銀河系裏面的恒星 。
銀河系
我們的太陽系,就是這密密麻麻中的一員,想要找到它猶如 大海撈針 。
這個時候需要加大放大的倍數,才能更快地找到太陽系。
我們可以直接把比例調到 1:1000億公裏 ,能夠看到,太陽系的輪廓已經出現,這個時候的太陽系與1:100萬光年時候的銀河系有 異曲同工之妙 。
太陽系在銀河系的位置
當比例擴大到 1:100億公裏 後,能看到 整個太陽系的全境 , 八大行星、小行星、古柏帶 等,都將出現在照片中。
比例來到 1:1億公裏 的時候,地球出現在了照片裏,如果在繼續放大,我們能看見地球上的地貌景光,甚至是上面的人。
看到這裏,我們可以再看另一種圖——生命放大圖。
太陽系中的恒星與行星關系
宇宙與生命
我們以人為例,在一張照片裏站著一個人,當把照片放大10倍以後,我們能看見人的局部。
繼續放大,直到 一塊皮膚 擠滿了整個畫面。
再繼續放大,我們可以看清皮膚上的 脈絡、褶皺、溝壑 等等。
接著再放大我們能看見 表皮細胞、角質層 。之後再放大就是 細胞結構 ,然後 細胞核、粒線體 ,最後是 分子 ,在最後是 原子 。
指紋放大
有沒有覺得細思極恐?宇宙的結構,竟然和生命的結構如出一轍。
如果把宇宙比喻成一個生命體,那麽各大 超星系 就是 器官 , 銀河系 就是構成器官的 細胞群 。
太陽系 是一個 單獨的細胞 ,地球只不過是這個細胞的一部份,不是細胞核,細胞核是太陽,地球應該算作 粒線體 。
那我們人,就是構成 粒線體的DNA 。
這麽來看,所有宇宙中的事物,都必須遵守 由小到大的構成順序 。
顯微鏡下的細胞
首先有了原子,才組成了宇宙中的各種分子,比如各種瓦斯,它們形成了 星雲 。
星雲中的 瓦斯、塵埃、原子們 繼續聚合,形成了 早期的天體 。
之後天體們結合在一起成為了最早的 恒星系 ,星系再組成了 銀河系 。
銀河系由於周圍的銀河系組成了 超星系 ,最後超星系們 組成了宇宙 。
換算成生命的歷程就是,一開始是 高分子有機物 們在海底火山熱泉口聚合,一部份有機物決定組合起來,於是形成 最初的生命形態 。
宇宙中的星雲
生命形態進一步聚合,形成了 細胞結構 ,誕生了最早的 真核細胞 。
只不過這個時候都是 單細胞生物 ,類似於一個又一個獨立的天體。
某一天,真核細胞聚合起來形成了 多細胞生物 ,最後形成了不同種類的細胞,生命的形態也越來越多樣。
甚至出現了 動物界、植物界、真菌界、原生生物界、原核生物界、病毒界 六大門派。旗下有可以分為眾多小門派。
生命的歷程,從某種程度上來說,就是宇宙形成的復刻。
生物都有的DNA
人類與宇宙
由此可見,人類只不過是宇宙中的一種物質,一種有機物質,我們對於宇宙來說實在是太過於渺小。
讓我們再把問題回到最初的起點:宇宙是否有邊界?
這個問題就好比,人體內的粒線體,想要離開人體,於是在細胞內不斷尋找人體的邊界。
人的體型是有限的,當然存在邊界,可問題是, 粒線體的物質 能否離開人體?
或者,一個人的 粒線體DNA ,進入另一個生物的體內,它還能繼續存活嗎?
粒線體DNA
細想一下非常恐怖,我們總說要離開地球實作星際移民,那麽我們如何突破地球對我們的束縛?
人類去往別的星球生活,就好比粒線體DNA離開人體,去往別的生物。
這個生物還未必是動物,可能是植物、甚至是原核生物,有些生物根本不需要粒線體。
上個世紀80年代,科學家在沙漠中建立了一個「 生物圈2號 」,企圖模擬出地球的生態,結果以失敗告終。
實驗告訴了人類,地球對於人類來說是多麽重要的存在,地球可以沒有人類,但 人類不能沒有地球 。
人類離不開地球