地球是人类生存的家园,而地球之外是浩瀚神秘的宇宙。在人类走进科技时代之后,对于地球之外的宇宙世界就开始了研究探索。
通过不断的研究探索,现代科学对于宇宙的起源普遍认为是诞生于138亿年前的一个奇点。奇点大爆炸诞生后的宇宙并不是固定不变的,它一边在快速膨胀,一边又在进行着各种演化,一步步演化成为了现在的宇宙空间。
浩瀚的宇宙有很多的谜团等着我们破解,而其中有两个谜团可以称得上是终极奥秘,一个是宇宙的起源,一个则是宇宙之外是否有空间的存在,如果有空间,那么宇宙的外面到底是什么?
那么宇宙之外是否有空间存在呢?
对于这个问题的答案,科学界也一直在进行着各种讨论。不过,我们从一个简单的宇宙现象就能够初步找寻到答案,这个现象就是宇宙的不断膨胀,对于膨胀相信大家都不陌生,在我们的现实生活中,很多的东西都能够进行膨胀,大家都知道的应该是气球的膨胀。
一个小小的气球,只要往里面不断吹气,它就会不断膨胀变大,如果气球的材质无限强大,理论上这个气球可以膨胀到无限大。那么气球能够不断膨胀,它的前提是什么?可能有人会说了,是我们不断向里面吹气。可真实的答案却不是如此,它的前提就是气球的外面要有足够的空间。
如果气球的外面空间非常小或者已经没有足够满足它膨胀的空间,那么不管你往里面吹多少气,它也会停止膨胀。宇宙的膨胀跟气球的膨胀自然是没有什么可比性的,可是从科学的角度来看,宇宙它想要不断膨胀,说明它的外面也是有空间的,否则它就无法一直膨胀下去。
现在的宇宙到底已经膨胀到多大,目前也没有一个确定的答案。而我们经常会听到一个天文名词:可观测宇宙,那么什么是可观测宇宙呢?在人类研究探索宇宙中,可观测宇宙这个词出现的频率很高。
可观测宇宙的来历,我们需要从宇宙大爆炸说起。爱因斯坦在上个世纪提出了广义相对论之后,科学界后来出来了一广相宇宙学。因为很多科学家都从广义相对论推导出了宇宙是一个动态的过程,而勒梅特则更进一步提出了原生原子假说,其实这就是宇宙的大爆炸说的前身,刚好哈勃观测到越远的宇宙以更快的速度离去,因此宇宙膨胀就来自于此。
科学家通过观测宇宙深处的遥远星系,发现它们远离我们的速度,随着距离的增加也在不断加速。宇宙在不断膨胀,说明它有一个最初的奇点,这就是宇宙大爆炸能够得到科学界普遍认知的重要依据。
宇宙大爆炸后都是一团能量,当时间到达10^-6S时宇宙中才出现电子、夸克和光子,之后夸克在强力作用下形成了中子和质子等重子!此后则是随着温度继续降低,质子与质子以及中子结合,形成独立质子的氢和氦以及微量锂原子核。
刚刚诞生的宇宙温度是极高的,这个时候光子还被束缚在其中,直到38万年后。随着宇宙的膨胀,温度也一步步冷却下来,光子才被释放出来。释放出来的光子在宇宙中不断扩散,与其它的基本元素开始不断形成物质。
物质形成之后,这个时候的宇宙还没有恒星,是一个完全黑暗的时代。宇宙继续膨胀,物质在引力的作用下逐渐形成恒星,恒星给黑暗的宇宙带来了些许光明,也带来了更多的演化机会。而恒星本身就是一个强大的元素物质提炼加工厂。
大质量的恒星寿命比较短,走到尽头之后,恒星发生超新星爆发,在这个过程中各种重元素也在诞生了,从而丰富了宇宙的元素物质。有了恒星在引力的作用下,不断形成各种星系,而恒星同样也是黑洞的起源,大量黑洞的不断碰撞融合,形成了超大质量黑洞,以此为中心在引力的作用下,又逐渐形成银河系这样的大星系。
最后的宇宙就是我们现在看到的样子,之所以会有可观测宇宙,主要是以光子为标准来进行的,我们都知道,光的速度是光速,我们能够观测到宇宙中的星系,其实就是这个星系中的光子进入到了我们的望远镜之中。
光子到达地球所需要的时间跟宇宙膨胀也是有一定关系的,如果宇宙的膨胀速度超越了光速,那么光子将永远无法到达地球,我们也无法观测到光子所带来的星系信息。那么宇宙的膨胀速度是否超越了光速呢?答案是肯定的。
宇宙不同空间的膨胀速度是不同的,离我们超远的星系,膨胀远离我们的速度也越快,而我们目前能够观测到的最远天体是134亿光年外的GN-Z11,这个星系实在是太遥远了,根据宇宙膨胀,它大约在300亿光年外。
而GN-Z11星系之外的宇宙空间,我们就无法观测到了,原因就是那里的空间膨胀速度超越了光速,光子等电磁信息无法传递到地球。想要真正观测到GN-Z11星系之外的宇宙空间,我们就需要研究出其它强大模式的观测工具。
宇宙既然在不断膨胀,说明宇宙的外面是有空间存在的,那么这个空间又是什么样的存在?从大爆炸理论来看,宇宙没有外面,因为整个宇宙都是大爆炸产生的,时空和物质都在宇宙内,之外则是混沌。
可是随着人类对宇宙认知的不断提升,科学家开始相信宇宙外面是有空间的,而多元宇宙论就是对此的一个猜想方面。有科学家认为,宇宙的外面有一个更大的宇宙空间,那里存在着数不尽的大小宇宙,而我们的宇宙只不过是其中之一。
人类在没有走出地球之前,也认为我们的地球是无限大,是整个宇宙。可是当我们走出地球之后却发现,地球之外有数不尽的跟地球相似的各种星球,同样的道理,我们现在还没有能力到达宇宙的边缘,更不要说走出地球,所以我们认知是非常有限的。
或许在无限的未来,人类成为了宇宙的霸主,能够自由走遍宇宙的各个角落,并且可以走出这片宇宙空间,或许就会看到一个更加浩瀚,不可思议的宇宙外空间。探索宇宙之外的世界对于人类来说还太遥远,那有可能是宇宙的终极谜团,或许需要我们将科技发展到终点的时候才有希望做到。我们只能期待这一天的到来。