一個看起來很有趣的話題,似乎是一個字或者兩個字的回答即可完全描述這個話題,但問題的關鍵並不在這裡,因為這個問題中包含了太多的深奧問題,我們不妨來展開下。
曾經是古希臘哲學家考慮的問題,當然中國古代也有類似的說法,比如三千大千世界,儘管都有個數量形容,但整體上來看,都是傾向於無限。隨著文藝復興時期歐洲天文觀測的發展,人類的認識有地心逐漸轉向日心,最後認識到太陽不過銀河系中一顆小小的恆星,甚至銀河系也不過是宇宙的某個角落而已。宇宙有多大?有沒有邊緣?
1922年,蘇聯物理學家亞歷山大·弗裡德曼在應用愛因斯坦引力場方程時假設了一個特殊狀況,即將宇宙假設為各處物質都是均勻分布的,從這個上面推導出了宇宙有幾種形狀。
FRW度規
弗裡德曼簡化了引力場方程對於宇宙的描述,而且假設了一個特殊情況,即宇宙物質是均勻的,而在1927年時勒梅特在求解弗裡德曼方程時提出了和弗裡德曼類似的觀點,即可能宇宙並不會處在這種臨界的穩態,而是會在膨脹中。
FRW度規描述宇宙的三種形狀
當然哈勃的觀測證明了這一點,而且在1964年彭齊亞斯和R.W.威爾遜發現的微波背景輻射觀測中則證明宇宙不但在膨脹中,而且各處居然還是均勻的(只有萬分之一的差異),這證明了一點,宇宙各向同性而且處在不斷膨脹中。另外空間趨向於無限,因為K=0時的形狀時,宇宙是平坦的,空間無限大。
也就是說宇宙沒有邊界
又是一個超喪的話題,都說沒邊界了還得弄出個邊界來討論,當然這也是一個有趣的話題,從這點來看,我們必須來理解下三維空間這個概念。
在這個空間維度的概念上,我們只要理解到三維就可以了,當然能到達思維的話,更容易理解這個話題,比如一個二維平面,假如上面存在智能生物的話,我們能發現它們能伸出平面以上嗎?這顯然不可能!但這不容易理解這個問題,因為不存在二維生物。
以我們所在的地球距離即可,假如將二維平面蜷曲起來形成一個球面,那麼它將成為有限面積但無邊界的二維平面,就像曾經傳說中的世界的邊緣,我們是找不到的,因為儘管地球面積有限,但永遠都找不到這個變,所以各位想要伸手到這個邊界外的所有努力都是徒勞的。
這幅圖其實做的不錯,但很可惜我們的地球並不是這樣,不過卻仍然有部分好玩的朋友認為地球是扁平的,證明卻很簡單,如果認為地球是扁平的,那麼請出發去找到世界的盡頭吧。
世界的盡頭?
也許能找到,也許不能找到,很多朋友認為宇宙是高維的,這表示超出三維以上的比如四維和五維空間都是在宇宙空之內的,那麼即使我們認識更高維,還是可能找不到宇宙的邊緣,因為無法超脫宇宙,這是一個很喪氣的話題。
假如宇宙只是高維中的一維,那麼也許我們是有希望的,因為在三維看來,一個二維無邊界卻有限的球面邊界在哪裡,當然在四維來看,三維也同樣存在類似的結果,即使宇宙是圓筒狀,在某個方向上是無限的形狀也一樣(臨界宇宙的一個猜想),高維是上帝視角。
當然更大的可能是維度的理解並不像我們所說,它只是一個數學遊戲,那麼此時,我們可能沒有任何辦法來了解這個邊緣。