900亿年后,宇宙将熄灭最后的光芒,它的外面还有什么?
大约900亿年后,最后一缕来自视界之外的星系之光,也将掠过地球,从那时起,即使未来的人类使用再先进的望远镜,也无法探测到任何一个河外星系。
届时的夜空,将会变得格外单调,天空中不再有仙女座星系那样的壮丽旋涡,不再有深空中的璀璨星团,整个可观测的天空,将收缩为一片孤独的寂静,只剩下我们银河系内的几千亿颗恒星点缀其中。
那个时代的银河系观测者,即使拥有再先进的科学技术,他们通过观测所能得出的结论也将是片面的。他们会看到一个静止的、由单一星系构成的宇宙,宇宙大爆炸的证据,遥远星系的红移,将彻底消失。他们将永远无法知道,宇宙曾经是如此广阔、充满了数万亿个星系。科学和历史,都将被宇宙的膨胀彻底篡改。
现在我们生活在一个还能看到亿万星系的黄金时代,还能用望远镜去捕捉数十亿光年之外的微弱星光,从而追溯宇宙的起源,但在更遥远的未来,宇宙会将这一切都无情地剥夺。
主流科学观点认为,我们生活在一个有限而无界的宇宙中。
想象一下,一只蚂蚁在一只气球的表面行走,对于这只二维的蚂蚁来说,它的“宇宙”面积是有限的,但没有边缘或边界,它可以一直走下去,永远不会掉下去。我们所处的三维空间被认为与此类似,一个更高维度,即四维时空中的封闭曲面。我们可以朝任何方向无限前行,最终只会回到起点。
在这个模型中,“外面”是什么的问题就变得毫无意义,就像问“北极以北是什么”一样,然而这并未阻止我们对超越可观测现实的可能性进行理论探讨,两个主流假说试图回答这个终极问题:多元宇宙和更高维度。
有科学家认为,我们的宇宙并非独一无二,而只是无限宇宙海洋中的一个气泡,在这种设想中,存在着无数个其他宇宙,每个宇宙都可能有其独特的物理定律、常数,甚至维度。
“永恒暴胀”理论是“大爆炸”模型的延伸,它认为时空结构在不断地快速膨胀,我们的宇宙始于这个“元宇宙”中一小块区域停止暴胀并发生“大爆炸”的时刻,与此同时,周围的空间仍在持续暴胀,从而催生出无数个其他的“气泡宇宙”。
在这个模型中,我们宇宙的“外面”就是将我们与其他宇宙气泡隔开的、不断暴胀的超空间。我们被困在自己的气泡中,永远无法到达另一个气泡,因为它们之间的空间膨胀速度超过了光速。
通往多元宇宙的另一条路径来自量子力学。“多世界诠释”认为,每一个具有多种可能结果的量子事件都会导致宇宙分裂成多个平行的宇宙,每个结果对应一个宇宙,在这种观点下,存在着一个你今天早上吃了不同早餐的宇宙,一个恐龙从未灭绝的宇宙,以及一个物理定律略有不同的宇宙。“我们宇宙的外面”就是这些与我们永远无法接触的平行现实。
另一个理论源于弦理论和M理论,它认为我们所知的宇宙,拥有三个空间维度和一个时间维度,仅仅是一个存在于更广阔、更高维度空间中的“投影”或“膜”。
想象一个平坦的二维世界,就像一张纸,这个“平面国”的居民只能感知长度和宽度,他们没有“上”或“下”的概念,如果你,一个三维生物,将手指穿过他们的纸世界,他们不会看到你的整只手,只会看到一个神秘的、凭空出现又消失的二维圆形。
这个类比可以帮助我们理解自身可能所处的境况,我们的三维宇宙可能是一个漂浮在9维、10维甚至更高维度“体”中的膜,我们所感知的现实,可能只是一个更复杂、更高维度现实的影子或切片。
在这种情况下,“宇宙之外”就是这个我们无法直接感知或互动的更高维度超空间。根据一些理论,引力可能是唯一一种可以在这些膜之间“泄漏”的力,这或许可以解释为什么它比其他基本力弱得多。
在这种情况下,“外面”是一个我们的基本规则失效的领域,我们所知的光、信息和物质都被限制在我们的膜上,将我们永远困在自己的气泡中。
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