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宇宙有邊界嗎?光速飛船朝宇宙同個方向一直飛也到達不了

2020 年 1 月 11 日 wyy洋洋777

引言:最初人類認爲地球是宇宙的中心,後來才發現地球是以太陽爲中心,再到還發現了太陽之外還有千千萬萬個恒星系,以至于人類無法確定宇宙中心在哪。而這背後的根本原因是宇宙並不存在邊界,這是爲什麽呢?

宇宙有邊界嗎?光速飛船朝宇宙同個方向一直飛也到達不了

古人認爲“天圓地方”,圓形的天將四方的地籠罩住,這也表明了古人認爲天空是有限的。在人類發明了天文望遠鏡之後開始窺探宇宙,才逐漸發現宇宙並沒有想象中那麽簡單。而且隨著探測的深入,科學家也意識到了宇宙的邊界是無法被探測到的。即使未來的人類研發出了光速飛行的飛行器,它也無法到達宇宙的邊界,這是爲什麽呢?

宇宙有邊界嗎?光速飛船朝宇宙同個方向一直飛也到達不了

弄清楚這個問題就相當于弄清楚了爲什麽宇宙是無界的,然而這個問題的答案並沒有那麽容易就被人類找到。目前科學家就宇宙的範圍問題提出了多種理論,其中膨脹理論被認爲是解釋宇宙的無邊的有力解釋。宇宙膨脹理論是指宇宙在奇點爆炸之後産生的,之後它經過漫長的膨脹逐漸將自己的範圍擴大。科學家通過觀測宇宙中的一些特殊天文現象,發現了宇宙的膨脹還在繼續。

宇宙有邊界嗎?光速飛船朝宇宙同個方向一直飛也到達不了

不僅如此,他們還發現宇宙膨脹的速度甚至比光速還要快,所以就算宇宙真的存在邊界,那裏很可能也不存在光線,這也可以解釋爲什麽人類無法觀測到宇宙的邊界,那裏很可能是一片黑暗。因此即使未來人類能夠研發出光速飛行的飛行器,它也無法帶著人類的使命去探索宇宙的邊界。

宇宙有邊界嗎?光速飛船朝宇宙同個方向一直飛也到達不了

除了宇宙膨脹論之外,還有科學家認爲這和宇宙的幾何結構有關。經過衆多科學家對宇宙的大量研究,最終提出了三種宇宙幾何結構,分別是扁平型、馬鞍形和封閉形。這三種幾何結構都存在相同的地方,那就是無論宇宙是哪一種結構,它都是沒有邊界的。雖然如此,宇宙卻有可能是有限的,這是爲什麽呢?如果宇宙的幾何結構是封閉的,那麽整個宇宙空間都是封閉的,曲率也是正的。

宇宙有邊界嗎?光速飛船朝宇宙同個方向一直飛也到達不了

如果飛行器始終朝著一個方向飛行,它確實能夠環繞整個宇宙飛行一圈,但最後還是回到了原點而不是宇宙的終點,這就是封閉結構的特點。如果宇宙是扁平型的,那麽裏面的空間就完全是開放的。不僅如此,扁平型宇宙的內部空間可以向四周無限擴張,所以如果飛行器一直朝著一個方向飛行的話,它始終是無法到達宇宙的邊界的,因爲宇宙也在不斷地膨脹。

宇宙有邊界嗎?光速飛船朝宇宙同個方向一直飛也到達不了

馬鞍形宇宙的空間同樣也能夠向四周無限延伸,因爲它並不是封閉的空間。那麽馬鞍形宇宙和扁平型宇宙有什麽區別呢?根據科學理論,馬鞍形宇宙存在負的曲率,而扁平型宇宙是不存在曲率,但這絲毫不影響它們的無限擴張。總而言之,對人類來說不管是哪一種結構的宇宙,它都是無限的。

宇宙有邊界嗎?光速飛船朝宇宙同個方向一直飛也到達不了

由此看來,人類是永遠無法到達宇宙的邊界了。雖然如此,但人類還是沒有喪失對宇宙探索的熱情。于是越神秘的東西越是能夠引起人類的好奇心,而且在探索的過程中人類也在不斷地了解宇宙,這對人類文明的發展起到了促進作用。

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