宇宙有沒有邊界呢？讓我們從宇宙起源開始探索

自古以來，人類都懷有疑問，海平線那邊是什麼？海另一邊又是什麼？世界總結於何處？隨著我們探索的範圍越來越廣，我們看到了太陽系、銀河系，甚至宇宙，範圍越來越大。而現在，許許多多新的理論告訴我們時間和空間大到超越我們的想像，我們在尋找宇宙的邊界時可以了解到什麼？

1、探索宇宙的歷程

古希臘哲學家亞里斯多德認為地球處於由55個天體組成的星系的中心，每個天體都以一定規律運動藉此可預測地球或者其中星體的位置，他將這些天體外域看作眾神的家園，他們被創造出來。希臘也是第一個將天體運動看作自然現象的文明並將之作為人類研究探查的學科。

亞里斯多德以地球為中心的宇宙模型直到16世紀才被推翻。尼古拉斯-哥白尼提出地球和其他行星反而圍繞太陽旋轉，根據他的發現，行星有自己的軌道，科學家們構建了新的宇宙模型，闡述行星的運動。哥白尼也注意到蒼穹、星星位處遙遠，遠在太陽系之外。

在1609年，我們的宇宙模型所蘘括的範圍越來越廣闊。那時科學家伽利略，使用第一臺天文望遠鏡，他觀察到銀河系一個夏季天空升起的寬闊光帶，實際上是由星體組成。

幾個世紀以後，天文學家發現銀河系實際上，是一個巨大的旋轉磁碟，他們將宇宙比作恆星和氣體組成的島嶼，規模巨大但仍然存在邊際這種宇宙模型很快就被科學證據所打破。

藉助坐落於加州威爾遜山的巨大新型100英寸望遠鏡，天文學家艾德溫-哈勃和一名家米特-哈馬遜的助手分析空中模糊半點所散發的光並隨後確認它們是星雲。他們發現這些斑塊實際上是一個個星系，但卻在離我們遙不可及的地方。他們還發現，這些星系中許多正在離我們而去，離得越遠，他們離去的速度就越快這一發現，激發了全新宇宙模型的提出，一個充滿了無數星系的宇宙，並且，宇宙一直在擴張。因為來自這些遙遠星系的光需要花費幾百萬甚至幾十億年才會到達地球，天文學家的研究越深入，他們探索的宇宙歷史就越發久遠。

2、全新宇宙模型的誕生

為了研究宇宙的歷史，科學家們建造的遠望鏡規模越來越大，用以捕捉來自宇宙更遠處的光線。他們開始了解到星體以及整個宇宙並不像我們曾經相信的那樣平靜或靜止。在原子武器和核物理的時代一個全新的宇宙模型出現了。這個宇宙模型是個動態領域由爆炸的巨大恆星，衝擊波和黑洞塑造而成。從這個角度看，宇宙的起源於一場猛烈的原始爆炸，那就是宇宙大爆炸。

大爆炸宇宙論的模型依託四大支柱。整個宇宙正在向各個方向擴展，如果你回溯時間，你會發現所有的物質和能量在空間和時間上都有一個共同的起點。輕元素如氫，在很早以前的時代就已經形成，後來又轉變為重元素。在宇宙中穿梭的光線，有些是在宇宙早期散發出來，這些光線不斷延伸，變成了電磁波微波最終，它幫助建立了一個時間框架，講述星體、星系以及宇宙的大規模結構。

但這個大爆炸宇宙的新模型，被證明是不完整的，最近由哈勃太空望眼鏡和其他儀器收集的精確測量數據已經達成共識，宇宙可以追溯到137億年前。考慮到宇宙的擴張，可見宇宙邊邊緣的星系實際上距離我們約460億光年，各個方向皆是如此。那些星系之外是什麼？它們的視野與我們不同，可以遠遠地延伸出去。它們的視野之外又是什麼？到底哪裡才是邊界？而宇宙是如何發展到如此巨大的規模？

另一個觀察結果讓天文學家感到困惑。不管你研究的是哪一部分天空，星系的分布，物質的密度甚至溫度，在很大空間範圍內都是一致的。為了在整個廣闊空間內，實現這種同質性，宇宙必須以更快的速度在更廣的範圍內擴張，這種速度和廣度比大爆炸宇宙論的理論標準更甚一籌。宇宙怎麼這麼浩瀚無垠並且高度一致的呢？

新型宇宙模型提出了新的解釋，它源於我們這個時代，是最重要的科學觀測之一。將我們所觀測的宇宙與其最初的一刻聯繫起來。1990年4月24日，發現號太空飛船將開創性的哈勃太空望眼鏡推進軌道。宇宙背景探測器，簡稱COBE，發射的目的是為了捕捉宇宙在形成初期散發的微波光線。此次觀測任務中發現，這種微波光線包含一個熱點和一個冷點組成的圖案。威爾金森各向異性微波探頭和普朗克衛星通過記錄更多細節更新改進了這一觀察結果。通過這些圖像，科學家發現關於我們周圍可見宇宙的種種起源學說在整體上都言之有理。但在細微之處卻各有各的說法。

天文學家著手研究宇宙是怎樣從這個宇宙模型發展而來在電腦控制望遠鏡並且可以自動觀測的時代，天文學家在軌跡範圍內進行合作，目標是繪製大部分可見宇宙的三維模型。目前已經繪製完成的宇宙地圖，穿過銀河系外一組由2個奇異星系組成的集合（領近星系），除此之外，大約5000萬光年的地方我們接近密集排列的室女座超星系團（這是離我們最近的星系）。星系排列成形，形成廣闊的宇宙牆和宇宙弧。在極度廣闊的宇宙空間內，這種形狀形成一個圖案，宇宙如同一張巨大的蜘蛛網，這張網由絲狀結構組成，中間是一個個巨大的空間。

為了解釋這一結構，科學家提出了一個蘘括範圍更加遼闊的宇宙起源模型！這個模型基於一個發現，即能量在空間的真空中不斷湧現，以粒子的形式，這些粒子帶有相反的電荷---物質與反物質這種新的觀點稱為暴脹理論，認為宇宙起源於瀰漫性的能量場，它們以某種方式進入更高的能量狀態誘發空間和時間的「膨脹」。原始能力微弱的波動產生壓力波或宇宙漣漪，隨著宇宙演變，這些漣漪引起物質密度的變化，然後引力開始增長，為了將這些漣漪與我們觀察到的星系分布聯繫起來，天文學家一直在使用超級計算機來模擬宇宙形成。早期開始的演變從宇宙演變到當前時間十分之一的時間開始，模擬結果顯示物質正在穩步進入越來越密集的區域形成星體、星系，最後形成星系團。設計類似這樣的模型，僅為了重現一部分可見宇宙的演變！

3、結論

現在認為整個宇宙比我們認知的要更加無邊無際，宇宙的膨脹威力會導致宇宙從原子般大小擴張到宇宙咱麼大，這只需要極短暫的時間。理論表明，在宇宙誕生數十億年時，整合宇宙建輝增長到目前空間宇宙大小的一百億億倍！

換句話說，整個宇宙與可見宇宙之間的對比就相當於把可見宇宙與一個原子進行對比！局域暴脹理論，宇宙浩瀚無邊，難以想像，也許宇宙甚至沒有盡頭！從伽利略到哈勃再到現現在，從太陽、銀河、星系圖、而星系團之上還有龐大的宇宙牆和宇宙網，很難想像宇宙的邊緣在何處！

而我們生存的宇宙只是許多宇宙中的一個，這些不同的宇宙同時存在，一個挨著一個。就像泡沫，這些宇宙不斷升起，在無限的海洋中擴張！超脫我們對時間和空間的認識，遠遠超舞我們可見的範圍！

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