云霞资讯网

为什么有“可观测宇宙”一说,是有什么神秘力量在阻止人类看得更远吗?

宇宙到底究竟有没有尽头呢?而科学家所提出的“可观测宇宙”这一概念,似乎为这个谜题增添了更深的一层阴影——我们为何仅仅只能

宇宙到底究竟有没有尽头呢?

而科学家所提出的“可观测宇宙”这一概念,似乎为这个谜题增添了更深的一层阴影——我们为何仅仅只能看到直径达930亿光年的范围呢?

这背后到底是物理法则那不可撼动的铁律,还是某种未知的力量在暗中“设限”呢?

许多人误以为,可观测宇宙的半径,是138亿光年,因为宇宙年龄,恰好是138亿年。

许多人把“可观测宇宙的半径”与“宇宙年龄”这两个概念弄混了,以为它们等同,不过实际上并非这样。

但真实情况,远比这复杂得多。

由于宇宙处于膨胀状态,那些在大爆炸之后38万年才得以“解禁”的光子在穿越膨胀着的时空之际,其实际传播的距离,被拉伸到了465亿光年。

这就像在吹着的气球之上,画出两个点,随着气球逐渐地膨胀,两点之间的距离,会以那种超出了光速的速度,不断地增长——这恰恰是可观测宇宙的半径,远远超过宇宙年龄的关键所在。

科学家通过分析宇宙微波背景辐射,发现这些“婴儿宇宙”的光子在穿越138亿年后,因红移效应,已变成温度仅为2.7K的微波,就如同给宇宙拍了一张“褪色”了的婴儿照。

限制观测的并非单一因素,而是三重物理法则的叠加。

首先光速是信息传递的终极上限,即使是最遥远星系的光也需要数十亿年才能抵达地球。

其次宇宙膨胀速度在超星系团尺度上远超光速,导致哈勃望远镜观测到的GN-z11星系(距地134亿光年)发出的光,在传播过程中被拉伸至红外波段,未来可能彻底消失于电磁波谱。

更令人震惊的是,在宇宙的早期,曾有等离子体将其笼罩着,并且电磁波无法穿透这层等离子体。

直到大爆炸之后的38万年,才终于迎来了那所谓的“透明时代”。

这层“等离子体的面纱”,与红移效应相互叠加,从而形成了观测方面的双重屏障。

可观测宇宙的局限性反而暗示了更宏大的真相。

根据普朗克卫星数据,暗能量占宇宙总能量的68.3%其“反引力”效应正加速宇宙膨胀。

这意味着,未来将有更多星系,因红移而消失于视野,人类可观测的宇宙范围,将逐渐收缩。

而宇宙暴胀理论更指出,大爆炸后10-37秒内,宇宙可能以超光速膨胀了至少1026倍,导致我们看到的可观测宇宙仅是“沧海一粟”。

有学者推测,若宇宙具备复杂的拓扑构造,这样微波背景辐射的某些区域,或许是遥远天体的“镜像映射”,这给“有限却无边界”的宇宙模型,提供了全新的思考路径。

面对观测极限,科学家提出了两大突破方向。

一是开发更灵敏的红外望远镜,如詹姆斯·韦伯望远镜,它已探测到z=14的星系,而该星系的光线源自大爆炸后2.9亿年。

二是寻找“宇宙虫洞”或量子纠缠的观测证据,——如果能够利用量子纠缠来传递信息,也许就能够绕过光速的限制。

除此之外,引力波天文学的兴起,也带来了希望:LIGO已探测到,130亿光年外的黑洞合并事件,未来可能通过原初引力波,探测宇宙暴胀的“余震”。

如果宇宙是无穷无尽的,这样为何我们仅仅能够观测到有边界的那一部分呢?

这让人联想到,“地平线问题”:为何宇宙各处的温度,几乎一致?

暴胀理论给出了答案,但是更深层的谜团依然存在——是否所有观测者,都处于自己的“可观测宇宙气泡”中?

这些气泡,是否彼此独立?

抑或通过更高维空间相连?