现代宇宙学指出,宇宙发端于138.2亿年前的一场奇点大爆炸,此爆炸促使时间、空间与物质得以产生。
历经上亿年的时空延展,造就了涵盖无数星系与天体的宇宙。当下可观测宇宙的直径已然达至 930 亿光年,然而宇宙边际仍在加快膨胀,其处的光尚未能够抵达地球。
那么宇宙到底是无限广阔,亦或是具有边界呢?
若有边界存在,那边界之彼又为何物?
不少人或许知晓有关宇宙边界的情况,且精确测定出地球距该边界的距离大概为 465 亿光年,然而此处的距离与边界实则所指的是可观测宇宙,也就是哈勃体积。
就人类技术而言,其为观测者所能观测到的宇宙最大范畴,然而实际上宇宙边缘的膨胀速率极有可能已超光速,此地之光将永无法抵达地球,故而无法为人类所观测。
【既然无法观测到,那我们如何判断宇宙是否存在边界?】
这需依据宇宙膨胀的形态予以判定。倘若宇宙呈球形,那么其为封闭状态,必然存在边界;而若其为喇叭形,我们仅可觅得它的起点,却无法寻到终点,恰似手电筒射出的光束,能看到起始之处,却难以知晓其在何处终止。
从上述两个层面来看,宇宙或许并非无垠,其存在边缘,然而并无清晰界定。欲证实宇宙的边界,唯有抵达宇宙边缘进行探查。人类所视之尽头实则非真正尽头,鉴于不可观测宇宙之外一片漆黑,我们无法判定此即为宇宙的边界所在。
既然难以洞悉黑暗的内里,不妨审视一下在当下的可观测宇宙中存有何种事物。
当于十亿光年之遥观测宇宙,所见之景大多为幽暗深邃,仅有寥寥数个稀疏光点。其中每一个像素点皆极为古老。即便将观测视野缩减十倍,处于一亿光年的范畴内,宇宙依旧显得空旷寂寥,不过某些区域的光点有所增多。
它们并非单一的恒星,而是众多庞大的星系,我们的银河系亦位列其中。
将比例扩展至 100 万光年,银河系的外形清晰显现,而当比例扩大到十万光年时,便可明确其为银河系,银河系的旋臂及中心银盘均格外明晰,于地球上我们绝无可能目睹此般景象。
若进一步放大至一万光年,图内的星点将会极为密集,此皆为诸般大小的恒星,将整个银河系照亮,太阳亦位列其中,然而于密集星点中寻觅一个寻常的太阳,仿若于沧海中寻一粟,我们尚需再作些放大以作观察。
一千亿公里处,太阳系的轮廓终得明晰,其基本架构呈于我们面前。虽看似微小,但其周边光圈已然显著。于此,反顾百万光年间的银河系,二者貌似存在些许相似之处?
在达到百亿公里的范围尺度时,整个太阳系可清晰地呈现在照片之中,若再将其进一步放大,便能看到地球以及地球上的人类。
若我们步入地球,进而将地球上的人持续放大,那么会目睹何种景象?
于一厘米之尺度予以观测,其手部皱纹仿若深壑般明晰,若再予以放大,我们便将步入微观领域,在一百微米之时,些许皮肤组织构造尚可依稀辨出。
将其放大一千倍,便能观测到人类皆具的染色体,继续放大,我们会相继看到 DNA,即脱氧核糖核酸,还有明晰的原子,以及原子的原子核与电子。
当在 10 皮米的尺度下对浓密的电子云进行观测时,令人悚然的情况产生了:我们仿若再度置身于百亿光年外广袤无垠的宇宙之中。
宏观宇宙的景象,竟与微观粒子的形态呈现出显著的相似性,而且进一步讲,二者似乎均依循一种「构成」法则。
原子构成分子,分子汇聚形成星云,星云与宇宙尘埃进一步结合造就恒星,恒星组成的恒星系构成较大星系,星系再组成超星系团,众多超星系团便构成了我们的宇宙。
如同地球生命的演进过程,部分高分子有机物于海底火山口汇集,整合构成了初始的生命形式,其进一步演化形成细胞结构,出现真核细胞,而后这些真核细胞相互结合,造就了各类细胞,最终它们构建成完整的生命个体。
【生命虽然渺小,但和宇宙的诞生有异曲同工之妙】
在 10 皮米尺度下的电子云与宏观的宇宙存在令人惊叹的相似性,这并非仅仅是巧合。科学家在留意到这些现象后,以分形理论予以阐释:宇宙涵盖万物。
无论形态与类型如何,皆存在某种共同的潜在法则,仿若构成宇宙的基础逻辑,每种物质均会在一定程度上呈现出该相同的基础逻辑。
故而,关键问题或许并非「宇宙有无边界」,而是分形理论里宇宙万物的根本逻辑究竟为何,此问题的答案若能揭晓,也许其他困惑便会迎刃而解。