地球是人類生存的家園,而地球之外是浩瀚神秘的宇宙。在人類走進科技時代之後,對於地球之外的宇宙世界就開始了研究探索。
通過不斷的研究探索,現代科學對於宇宙的起源普遍認為是誕生於138億年前的一個奇點。奇點大爆炸誕生後的宇宙並不是固定不變的,它一邊在快速膨脹,一邊又在進行著各種演化,一步步演化成為了現在的宇宙空間。
浩瀚的宇宙有很多的謎團等著我們破解,而其中有兩個謎團可以稱得上是終極奧秘,一個是宇宙的起源,一個則是宇宙之外是否有空間的存在,如果有空間,那麼宇宙的外面到底是什麼?
那麼宇宙之外是否有空間存在呢?
對於這個問題的答案,科學界也一直在進行著各種討論。不過,我們從一個簡單的宇宙現象就能夠初步找尋到答案,這個現象就是宇宙的不斷膨脹,對於膨脹相信大家都不陌生,在我們的現實生活中,很多的東西都能夠進行膨脹,大家都知道的應該是氣球的膨脹。
一個小小的氣球,只要往裡面不斷吹氣,它就會不斷膨脹變大,如果氣球的材質無限強大,理論上這個氣球可以膨脹到無限大。那麼氣球能夠不斷膨脹,它的前提是什麼?可能有人會說了,是我們不斷向裡面吹氣。可真實的答案卻不是如此,它的前提就是氣球的外面要有足夠的空間。
如果氣球的外面空間非常小或者已經沒有足夠滿足它膨脹的空間,那麼不管你往裡面吹多少氣,它也會停止膨脹。宇宙的膨脹跟氣球的膨脹自然是沒有什麼可比性的,可是從科學的角度來看,宇宙它想要不斷膨脹,說明它的外面也是有空間的,否則它就無法一直膨脹下去。
現在的宇宙到底已經膨脹到多大,目前也沒有一個確定的答案。而我們經常會聽到一個天文名詞:可觀測宇宙,那麼什麼是可觀測宇宙呢?在人類研究探索宇宙中,可觀測宇宙這個詞出現的頻率很高。
可觀測宇宙的來歷,我們需要從宇宙大爆炸說起。愛因斯坦在上個世紀提出了廣義相對論之後,科學界後來出來了一廣相宇宙學。因為很多科學家都從廣義相對論推導出了宇宙是一個動態的過程,而勒梅特則更進一步提出了原生原子假說,其實這就是宇宙的大爆炸說的前身,剛好哈勃觀測到越遠的宇宙以更快的速度離去,因此宇宙膨脹就來自於此。
科學家通過觀測宇宙深處的遙遠星系,發現它們遠離我們的速度,隨著距離的增加也在不斷加速。宇宙在不斷膨脹,說明它有一個最初的奇點,這就是宇宙大爆炸能夠得到科學界普遍認知的重要依據。
宇宙大爆炸後都是一團能量,當時間到達10^-6S時宇宙中才出現電子、夸克和光子,之後夸克在強力作用下形成了中子和質子等重子!此後則是隨著溫度繼續降低,質子與質子以及中子結合,形成獨立質子的氫和氦以及微量鋰原子核。
剛剛誕生的宇宙溫度是極高的,這個時候光子還被束縛在其中,直到38萬年後。隨著宇宙的膨脹,溫度也一步步冷卻下來,光子才被釋放出來。釋放出來的光子在宇宙中不斷擴散,與其它的基本元素開始不斷形成物質。
物質形成之後,這個時候的宇宙還沒有恆星,是一個完全黑暗的時代。宇宙繼續膨脹,物質在引力的作用下逐漸形成恆星,恆星給黑暗的宇宙帶來了些許光明,也帶來了更多的演化機會。而恆星本身就是一個強大的元素物質提煉加工廠。
大質量的恆星壽命比較短,走到盡頭之後,恆星發生超新星爆發,在這個過程中各種重元素也在誕生了,從而豐富了宇宙的元素物質。有了恆星在引力的作用下,不斷形成各種星系,而恆星同樣也是黑洞的起源,大量黑洞的不斷碰撞融合,形成了超大質量黑洞,以此為中心在引力的作用下,又逐漸形成銀河系這樣的大星系。
最後的宇宙就是我們現在看到的樣子,之所以會有可觀測宇宙,主要是以光子為標準來進行的,我們都知道,光的速度是光速,我們能夠觀測到宇宙中的星系,其實就是這個星系中的光子進入到了我們的望遠鏡之中。
光子到達地球所需要的時間跟宇宙膨脹也是有一定關係的,如果宇宙的膨脹速度超越了光速,那麼光子將永遠無法到達地球,我們也無法觀測到光子所帶來的星系信息。那麼宇宙的膨脹速度是否超越了光速呢?答案是肯定的。
宇宙不同空間的膨脹速度是不同的,離我們超遠的星系,膨脹遠離我們的速度也越快,而我們目前能夠觀測到的最遠天體是134億光年外的GN-Z11,這個星系實在是太遙遠了,根據宇宙膨脹,它大約在300億光年外。
而GN-Z11星系之外的宇宙空間,我們就無法觀測到了,原因就是那裡的空間膨脹速度超越了光速,光子等電磁信息無法傳遞到地球。想要真正觀測到GN-Z11星系之外的宇宙空間,我們就需要研究出其它強大模式的觀測工具。
宇宙既然在不斷膨脹,說明宇宙的外面是有空間存在的,那麼這個空間又是什麼樣的存在?從大爆炸理論來看,宇宙沒有外面,因為整個宇宙都是大爆炸產生的,時空和物質都在宇宙內,之外則是混沌。
可是隨著人類對宇宙認知的不斷提升,科學家開始相信宇宙外面是有空間的,而多元宇宙論就是對此的一個猜想方面。有科學家認為,宇宙的外面有一個更大的宇宙空間,那裡存在著數不盡的大小宇宙,而我們的宇宙只不過是其中之一。
人類在沒有走出地球之前,也認為我們的地球是無限大,是整個宇宙。可是當我們走出地球之後卻發現,地球之外有數不盡的跟地球相似的各種星球,同樣的道理,我們現在還沒有能力到達宇宙的邊緣,更不要說走出地球,所以我們認知是非常有限的。
或許在無限的未來,人類成為了宇宙的霸主,能夠自由走遍宇宙的各個角落,並且可以走出這片宇宙空間,或許就會看到一個更加浩瀚,不可思議的宇宙外空間。探索宇宙之外的世界對於人類來說還太遙遠,那有可能是宇宙的終極謎團,或許需要我們將科技發展到終點的時候才有希望做到。我們只能期待這一天的到來。