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宇宙正在加速膨胀!那宇宙之外是虚空,还是有什么其它事物存在?

更新时间:作者:小小条

天文观测显示,宇宙正在膨胀,并且这种膨胀过程还正在加速,还没有证据表明宇宙加速膨胀过程有减缓的趋势。若一直这样加速膨胀下去,可以预见,最终宇宙中的各个星系都将变为孤岛,其中的智慧生命可能会永远困在其中,直至文明灭绝。

这种膨胀过程发生在大尺度上,所以对银河系这种尺度在数百万光年以下的天体结构没有产生影响的,因为在这种尺度下,引力仍然占据主导力量,将星系中的各种恒星、行星等牢牢地束缚在一起。例如,距离银河系约256万光年的仙女座星系,研究显示在引力的影响下,它俩正以约110km/s的速度相互靠近,预计几十亿年后将发生碰撞、融合,最终合并成为一个更大的星系。

对于当前宇宙的膨胀速率,最新的观测数据显示,在每326万光年(一百万秒差距)的距离尺度上,遥远天体的退行速度约增加73km/s。基于空间膨胀叠加效应,在距离我们大约465亿光年的可观测宇宙边缘,那里天体的退行速度大约为3.5倍光速。不过这种超光速并不违反相对论,因为宇宙膨胀是空间本身的伸展,而非遥远天体的实际运动速度超过了光速。

宇宙正在加速膨胀!那宇宙之外是虚空,还是有什么其它事物存在?

目前科学界的主流观点认为,宇宙诞生于138亿年前的一次大爆炸,初期通过暴涨迅速扩张,形成了现在宇宙的雏形。按常理来说,大爆炸已经发生这么久了,现在宇宙应该趋于稳定或者处于减速膨胀过程中。那目前宇宙为何还在加速膨胀呢?研究显示,这可能与占宇宙质能总量约70%的暗能量有关,正是它的存在,驱动着宇宙加速膨胀。

既然宇宙能够不断膨胀,那宇宙之外又是什么?是虚空吗,还是有什么其他事物存在?

从日常经验来看,有这种想法是很正常的。因为在我们通常的认知中,像气球等东西,如果发生膨胀,必然需要有能够让其膨胀的空间存在。不过,对于宇宙来说,尽管其在不断膨胀,但却可能没有“外面”这个概念。

按照人类目前的定义,宇宙这个概念本身就涵盖了所有时空和物质,并没有内外之别。其实,宇宙的膨胀并不一定需要外部空间的存在来解释,就算宇宙是无限大的,这种膨胀现象也仍然可以发生,这至少在数学上是可以解释得通的。

尽管从我们对宇宙的定义来看,“宇宙之外”的问题无实际物理意义,属于不可知领域,但还是可以放开想象,探讨一下。

一个无限大的宇宙,应该不存在“宇宙之外”的问题。但如果宇宙是有限的,并且存在“宇宙之外”,那这就暗示着或许有其它宇宙的存在。

想象一下,在“世界海洋”中不断有“宇宙泡”诞生、膨胀、破灭,我们的宇宙或许就是其中一个,这意味着它最终可能也会消亡。若这些多元宇宙彼此隔绝,那宇宙之外可能是虚空,或者是其它什么东西。不同宇宙间可能会相互影响,也可能彼此完全孤立。

虚空与真空这一概念不同,虚空既没有物质,也没有时空,什么都没有;而完全没有实物粒子存在的真空实际上并不空,而是被各种场充满。例如,量子理论认为,真空即使空无一物,也仍然存在量子涨落,不断有虚粒子从真空中诞生并湮灭,因此你可以把真空想象成充满能量的海洋。这一观点已被间接证实,实验显示真空中的量子涨落可以产生卡西米尔效应。

若真的不止一个宇宙存在,我们的宇宙或许仅是更高维上的低维存在!例如膜理论认为,我们的宇宙是11维超空间中的“三维膜”,那么“宇宙之外”即高维空间,可能存在其它“宇宙膜”,膜碰撞可能引发大爆炸等宇宙事件。

尽管部分理论或者假说看起来很有说服力,但现阶段甚至可能永远都无法通过实验或者观测证实,毕竟人类目前还被困在太阳系这个宇宙微尘中,未来是否有能力走出去,还尚未可知。因此,就算宇宙存在边界,我们可能也永远无法抵达,无法看到宇宙之外是什么。

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