原创 Linvo Linvo说宇宙 2022-06-27 09:56 发表于湖南 《俗说宇宙》这个系列讲了太阳系、银河系、河外星系，现在到了最后的宇宙部分。在这部分中，前面8期我们主要说了两块儿内容：一块儿是大爆炸理论相关，包括暗能量在内，一共做了有6期；另外一块儿就是前面关于宇宙形状那两期。 不像之前偏天文内容，虽然尺度大了点，至少还能去想象。对于天文学家们的观点，大家多少也都能认同。但是自从科普到宇宙这块儿，内容开始变得虚无缥缈起来。不少人感觉自己也能说出点见解，甚至觉得能和那些宇宙学家们一起高谈阔论。反正你不也是“瞎猜”嘛，那我觉得我的想法还更有道理。所以，在开始今天的“瞎扯”之前，我觉得有必要先做些铺垫。以前在《闲说弦论》系列里说过，科学家的猜想和我们普通人的猜想，那完全是两码事儿。学术上无论是猜想也好，假说也罢，这些都是建立在严格的理论模型之上，以严谨的计算为依托，完了配合一些形象的描述去想象。就是说，“想象”它只是一个辅助手段，并不是主要的方式。所以对于我们普通人，基于日常生活或者科幻作品产生的想象，我觉得应该叫“脑洞”更合适。除了和科学家拼想象力外，还有些人他会觉得，考虑宇宙这事儿对于人类这种蝼蚁来说，完全没啥意义嘛。就像那本书的书名一样：这个宇宙和我有什么关系？把时间精力、人力物力花在那些更现实的地方不好吗？这个问题其实之前在讲到银河系部分的时候就解释过。简单说，除了科学本就起源于人类的好奇心以外，科学的发展往往来源于“节外生枝”。宇宙并不是独立的个体，不是说研究它就单研究它。我们的日常生活其实也是宇宙的一部分，随着你对宇宙研究的深入，同时也会带动科学不断地向前发展。举个非常小的例子：如果不是发展载人航天，我们可能连尿不湿都用不上。而且人类对宇宙的这份好奇心，本就是与生俱来的。谁不想看看外星人到底长啥样？宇宙到底从哪来的？它有没有终结的一天？以及今天我们要说的：它的外面到底是什么？要说宇宙之外，首先要说清：什么是宇宙？定义不同，范围也不同，自然相对的“外面”也不尽相同。说到“宇宙”这个词，汉语中很多人知道那句“上下四方曰宇，古往今来曰宙”。“上下四方”指的就是我们所在的空间，“古往今来”很明显指代的就是时间，空间+时间组成的整个时空，就是通常我们所谓的宇宙。从这个角度来说，它对应的英文单词应该是cosmos，因为侧重点在结构、体系方面。但是还有一个表示宇宙的单词，对于我们普通人来说更为常见，就是universe。和侧重结构的cosmos不同，universe显得更抽象一些，通常表示世间万物，所有的一切，有点“全部”的意思。所以如果从这个角度来说，因为它本就包括了所有的全部，因此逻辑上来说宇宙没有“外面”一说。你再怎么套娃，我也能定义一个全局的概念。不过这种解释显然太无聊了，肯定无法满足你的好奇心，所以我们重点还是从结构角度来说一说。
结构上的宇宙，我们首先想到的肯定是可观测宇宙。通常情况下说到宇宙，基本都是指可观测宇宙。对于它你可以理解成，就是以我们为中心，向四面八方看去所能看到的这部分宇宙。但实际上，这种说法并不准确。虽然叫“可观测”，但它并不能让我们随心所欲地去观测，这里面很大一部分区域，我们都只能看到它们过去的样子。
可视宇宙范围 我们知道，可观测宇宙半径大约是465亿光年，从光行时间来说，137亿岁的宇宙年龄似乎有点不合逻辑。但别忘了，宇宙可是一直在膨胀中。只要两处距离足够远，它们之间新空间出现的速度，甚至会使它俩以超光速远离彼此。不过宇宙膨胀带来的这种“超光速”，并不是真正的运动超光速，你可以认为它只是光走过的路程被拉长了，从而造成的一种视觉上的超光速。
所以，我们观测到的很多地方，比如那些高红移的类星体，它们目前正在以“超光速”远离我们。我们之所以还能看到它们的景象，那其实是它们很早很早之前（当时距离我们还比较近的时候）的样子。而它们现在的样子，我们已经永远不可能看到了。因为此刻它们发出的光子，即使以光速飞向我们，速度也比它们远离我们的速度慢得多，这部分信息对我们来说永远的丢失了。因此，对于可观测宇宙来说，它的外面显然和我们已经观测到的宇宙类似，只是因为距离太远，超过了目前的视界范围，我们看不到而已。
不过可观测宇宙之外的区域，也不一定永远就看不到。抛开技术不谈，现在位于可观测宇宙边界之外的附近区域来说，随着时间的推移，它们发出的光子未来还是会到达地球。也就是说，我们的可观测宇宙会随着时间的推移而变大。到那时，理论上我们会看到一些以前无法看到的“宇宙之外”的景象。
虽然理论上来说，未来我们可能看到更多的星系，但现实中越来越多的星系所发出光的波长，会因为宇宙膨胀而被拉得越来越长，表现出来就是它们的红移在变得越来越大。就像在不断地靠近黑洞的无限红移面一样，它们的影像会变得越来越“红”，越来越暗淡，直至从我们的视野中消失。虽然很多情况下人们都会用“宇宙”一词代指“可观测宇宙”，但是我们也说过，可观测宇宙可能只是我们所在的整个宇宙的很小很小一部分，甚至说整个宇宙可能拥有着无限大的空间。在该空间中，对于每个观测者来说，它都有一个与之对应的可观测宇宙。因此这些可观测宇宙都属于同一个宇宙空间，所以它们应该拥有者相同的物理定律。虽然物理定律相同，但对于每一个可观测宇宙来说，它们可能会有着不同的初始状态。比如物质的分布和后续的演化，这些将会决定哪些地方会出现星系，哪些恒星会拥有行星，哪些星球会出现生命，而哪些生命会发展出文明。这其实就是泰格马克所说的“第一层平行宇宙”。如果整个宇宙确实拥有无限的空间，那么从数学上来说，总有一个“平行宇宙”会和我们所处的宇宙一模一样。在那个宇宙中，也有一个和你一模一样的人，正在看一模一样的视频。根据永恒暴胀理论的预测，你和另一个你之间的距离，只有10^10^29米！这么近吗？概率有这么大吗？如果你是这个感觉，显然你对这个数字有多大并没有概念。10,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000这是一古戈尔（googol），也就是一万亿亿亿亿亿亿亿亿亿亿亿亿，1后面100个零，据说谷歌（google）的名字就来源于它。1000000000000000000000000000000000000000000000……………………没错，根本没法显示。因为1后面跟了十万亿亿亿个零！什么概念？即使是用一个像素来代表一个零的话，那么也要用超过30亿亿台8K显示器才能显示完。现在知道为啥前提是无限空间了吧？怎么样，宇宙之外的广阔有没有超出你的想象？但这就完了吗？就算是包含了那个一模一样的你，以及每一个可观测宇宙在内的整个宇宙，那它也只是我们所位于的这个宇宙。而根据永恒暴胀理论的预测，我们的这个包含了所有第一层平行宇宙在内的整个宇宙，仅仅只是更大宇宙空间中的一小块已经结束了暴胀的区域，而类似的区域（或者说宇宙）还有无数个。
那些宇宙会是什么样？对它们来说还有外面吗？宇宙之外，下期我们接着聊。To Be Continue... 
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