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在地球表面上，如果一直沿著某一個方向前進，最終將會回到出發的原點。在16世紀初，航海家麥哲倫正是通過環球航行直接證明了地球是圓的。
那麼，如果到了宇宙中，宇宙飛船從地球出發，一直朝某個方向不斷前進，最終會到達宇宙邊緣，還是會回到地球上呢？
當宇宙飛船離開半徑1光年的太陽系之後，將會進入星際空間。如果宇宙飛船能夠從垂直於銀盤的北面飛行，就能更快飛出銀河系。因為銀河系是盤狀的，銀盤直徑可達10萬光年，而銀盤厚度只有大約2千光年，太陽系位於銀道以北100光年。
離開銀河系之後，宇宙飛船將會飛入星系際空間。接下來，宇宙飛船還要穿過本星系群、本超星系團、拉尼亞凱亞超星系團，而且還要擺脫巨引源的引力束縛，最終才能去往更加浩瀚無垠的宇宙中。
但宇宙非常大，動輒幾十萬甚至幾億光年，宇宙飛船需要非常漫長的時間才能飛出銀河系，更不用說更遠的地方。這裡討論時，忽略時間因素，不考慮飛船上太空人的生存問題。
可能很多人都聽說過，宇宙的半徑有465億光年。然而，即便宇宙飛船能夠飛到距離地球465億光年之外，它也不會到達宇宙的邊緣，這是因為465億光年是可觀測宇宙的半徑。宇宙飛船飛出可觀測宇宙之後，將會進入不可觀測宇宙中。
受到光速以及宇宙存在時間的限制，我們無法看到不可觀測宇宙，不清楚那裡會有多大。保守估計，宇宙不可見部分的半徑將近12萬億光年。另外，整個宇宙也有可能是無窮無盡。
至於宇宙飛船最終是飛到宇宙邊緣，還是回到地球上，這取決於宇宙的幾何形狀。
根據愛因斯坦的廣義相對論，物質和能量會導致平坦時空發生彎曲。宇宙中所有的物質和能量對空間的整體作用，會讓宇宙呈現出某一幾何形狀。因此，宇宙的形狀是由宇宙質能密度所決定。
開放的宇宙
如果宇宙的質能密度等於或者低於某一臨界值——宇宙臨界密度，那麼，宇宙中的物質和能量所產生的引力不足以對抗暗能量的負壓效應，這意味著宇宙空間會持續膨脹下去。
在這種情況下，宇宙都是無限且無界的，宇宙的幾何形狀要麼是平坦的，要麼是馬鞍形的開放結構。如果宇宙飛船在這樣的開放宇宙中不斷飛行，它永遠也無法飛到宇宙的盡頭，也不可能回到地球上。
閉合的宇宙
另一方面，如果宇宙的質能密度高於宇宙臨界密度，那麼，宇宙有足夠強大的引力把空間壓縮成閉合的狀態，並使得空間最終停止膨脹，而轉向坍縮。
在這種情況下，宇宙是有限且無界的。如果宇宙飛船在閉合空間的宇宙中飛行，那麼，它將有可能會完成環宇宙飛行，並且最終飛回地球。但考慮到空間的膨脹和坍縮，當宇宙飛船回到最初的空間時，地球有可能已經不在那裡了。
此前，結合宇宙學標準模型和觀測數據，天文學家推測我們的宇宙可能是平坦的。但今年《自然天文》（Nature Astronomy）雜誌上刊載的一項研究[1]表明，我們很有可能生活在一個封閉宇宙中，置信水平超過99%。
參考文獻
[1] Eleonora Di Valentino, Alessandro Melchiorri, Joseph Silk, Planck evidence for a closed Universe and a possible crisis for cosmology, Nature Astronomy, 2019, doi:10.1038/s41550-019-0906-9.