準(zhǔn)確來說,930億光年只是目前的可觀測宇宙范圍,科學(xué)認(rèn)為可觀測宇宙之外的整體結(jié)構(gòu)和我們的可觀測宇宙沒有什么不同,但是在整個(gè)宇宙之外是什么,那就不知道了,甚至目前整個(gè)宇宙的范圍也沒有科學(xué)家可以說清楚。
可觀測宇宙為什么是930億光年
在不考慮整個(gè)宇宙的形狀前提下,可觀測宇宙是一個(gè)以觀察者為中心,半徑約為465億光年的球形區(qū)域。哈勃定律告訴我們,距離我們越遠(yuǎn)的天體,其退行速度越快,計(jì)算表明在距離我們約140億光年遠(yuǎn)的位置,其空間退離速度已經(jīng)達(dá)到光速,因此也有許多人比較好奇,為什么宇宙的年齡是138億年,但是可觀測宇宙的范圍卻是930億光年?其實(shí)這還是因?yàn)榭臻g膨脹的原因,我們觀察宇宙主要是通過電磁波,電磁波的傳播速度為光速,遙遠(yuǎn)天體發(fā)出的電磁波信號在傳向地球的同時(shí),天體本身也在遠(yuǎn)離地球,理論上當(dāng)我們現(xiàn)在接收到的最遙遠(yuǎn)的天體信號時(shí),其天體本身已經(jīng)距離我們465億光年了。(下圖,可觀測宇宙的形成)
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未來宇宙大小
由于宇宙的膨脹效果,我們的可觀測宇宙大小其實(shí)隨著時(shí)間流逝也在逐漸變大,更遠(yuǎn)處的電磁信號穿越茫茫宇宙也會逐漸到達(dá)地球。由宇宙大爆炸理論我們知道,表示宇宙膨脹率的哈勃參數(shù)并不是一成不變的,在很遠(yuǎn)的過去,哈勃參數(shù)其實(shí)比現(xiàn)在要大,這就表明在宇宙大爆炸初始階段,宇宙的膨脹速度是非常快的,隨著時(shí)間流逝,哈勃參數(shù)也在逐漸減小,因此伴隨著宇宙膨脹速度的增加,就會存在一個(gè)“未來可見極限”,超過這個(gè)極限范圍的天體發(fā)出的電磁波永遠(yuǎn)也不能被我們接受到,計(jì)算表明,“未來可見極限”的邊界距離我們約620億光年,按照宇宙學(xué)認(rèn)為的宇宙各向同性性質(zhì),宇宙中的天體處于均勻分布狀態(tài),那么我們在遙遠(yuǎn)的未來能看到的天體數(shù)量大約是今天的2.36倍。
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談?wù)摽捎^測宇宙之外在當(dāng)下并沒有什么實(shí)際意義
我們知道信息與能量的傳遞速度最快就是光速,目前的可觀測宇宙范圍為930億光年,在這之外的空間,依然屬于宇宙范圍,只是由于宇宙法則的影響,我們現(xiàn)在不可能觀測到這之外的事物,就算可觀測宇宙之外有上千億或者上萬億光年的范圍,但是它們并不會對我們的宇宙造成什么影響,在“未來可見極限”范圍之外發(fā)生的任何事件都不會對我們的宇宙造成影響,也就是說它們和我們的宇宙并沒有現(xiàn)實(shí)上的因果關(guān)系,因此談?wù)摽捎^測宇宙之外的情況并沒有什么實(shí)際意義。
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結(jié)語
宇宙學(xué)認(rèn)為,宇宙是各向同性的,因此可觀測宇宙之外的情況和可觀測宇宙之內(nèi)并無不同,只是我們無法觀測到而已,在可觀測宇宙之外,萬有引力依然成立,依然有星系、恒星、黑洞等等天體的存在。如果放眼整個(gè)宇宙之外,那就不清楚了,這就像談?wù)撚钪娲蟊ㄇ捌纥c(diǎn)之外是什么一樣,或許是無盡的虛空,或許是更高維度的空間,但總的來說,目前談?wù)撨@個(gè)并無實(shí)際意義。
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