当前位置: 华文世界 > 科学

138亿年前面的时间是什么?465亿光年外面的空间又是什么?

2024-01-31科学

古语云:「上下四方曰宇,往古来今曰宙。」这句话道出了宇宙的含义,即宇宙包含着所有的空间和时间。既然有一个整个宇宙的概念,那么,我们就会想知道宇宙从空间上来看有多大,从时间上来看有多久?

利用各种天文望远镜接收到的各种波段的观测数据,现代宇宙学得出的结论是,宇宙半径为465亿光年,宇宙存在的时间为138亿年。那么,138亿年前面的时间是什么?465亿光年外面的空间又是什么呢?

20世纪20年代,天文学家哈勃观测了宇宙中的一系列星系,并测量这些星系的光谱。光的传播也遵循多普勒效应,当光源朝着我们的方向运动时,其光谱向波长较短的方向偏移,即蓝移,偏移越多则速度越快。而红移则代表光源远离我们而去。

结果发现,除了银河系附近的一些星系光谱呈现蓝移之外,其他星系的光谱都呈现红移,这意味着只有银河系附近的一部分星系在靠近银河系,而其他绝大部分星系都在远离银河系。

与此同时,哈勃还测出了星系的距离,结合光谱的结果更让人出乎意料:星系的红移值正比于距离,即它们的远离速度正比于距离。离银河系越远的星系,它们远离而去的速度就越接近光速。

出现这种奇特现象的唯一解释是,空间正在膨胀。在整个宇宙中,每一处的空间都在往外扩张,空间自身不断生长出空间。由于空间在膨胀,星系之间的距离越远,它们之间的空间在单位时间内膨胀得越多,从而导致星系之间分开的速度就越快。

既然空间自身在不断生长,那么,空间就是由小变大。如果把时间倒推回到某个时间点,空间就会缩小到无穷小的点之中,物理学家称之为「奇点」,这被认为是宇宙的空间起源,并且也是时间起源。

根据宇宙大爆炸理论,宇宙的时间起点在138亿年前,宇宙正是从无穷小的奇点膨胀而来。那么,在这个时间起点之前是否还有时间,目前并不清楚。

有些物理学家认为,谈论138亿年之前的时间是没有意义的,因为宇宙根本不存在,没有时间也没有空间的概念,一切都是虚无。这正如谈论北极点以北和南极点以南的方向也是没啥意义的。

但也有物理学家认为,138亿年之前可能是另一个宇宙。宇宙在不断膨胀,但神秘的暗物质产生的巨大引力,又会把一切吸引到一起。倘若宇宙中的物质和暗物质足够多,它们产生的引力足够强大,就能最终阻止宇宙膨胀,使宇宙转向坍缩,空间变得越来越小,直到有一天又坍缩回奇点。

宇宙有可能是在奇点-大爆炸-膨胀-坍缩-奇点,如此往复循环。如果是这样,那么,138亿年再往前,就是上一代宇宙。

目前,宇宙半径是465亿光年,这其实是以地球为中心的可观测宇宙范围。不过,这里并不等同于「地心说」,地球并不是宇宙的中心。因为宇宙目前的膨胀速度很快,只要距离足够远的星系,它们相对于地球的退行速度就会超光速,所以我们所能看到的宇宙距离是有限的。

在465亿光年之外,还有我们所不曾知道的不可观测宇宙,那里也有星系、恒星、行星,甚至还有生命和文明。但由于光速所限,而且宇宙太大,我们不能看到那么远的距离。

据推测,不可观测宇宙的范围可能有几十万亿光年。当然,也有可能是无限大。而在全宇宙之外,可能还有更多未知的领域,比如无数的平行宇宙。正所谓「惟天地之无穷兮」。