如果你曾经听过一个物理学家提到“宇宙的边缘”，那么他一般是指“可见宇宙的边缘”。最远处射来的光大致来自于150亿年前。然而，通过一项精细的关于宇宙膨胀的研究，我们可以测得那些光源如今距离我们已有450亿光年。如果你定义可见宇宙的大小为当前的物理距离（以“共动坐标”在宇宙微波背景中静止为依据）到我们能看见的最远物体，那么可见宇宙的边缘就大约有450亿光年远。然而，从本质上来说，“边缘”是一种视野，只是决定了你能够看多远而已。
当然，你也许会问：“那我们到底能够看多远呢？”大部分人对于宇宙的印象为宇宙被包裹在某种气泡之中，所以导致他们本身会认为宇宙就是有边缘的。但是，如果假设宇宙确实有边界，那么将会有不少疑问。
如果你认为宇宙突然终止于一个边缘，那么你必须指出粒子和它是如何相互作用的。显然，我们不能够继续向前，只能弹开或者停止，但这都违背了动量守恒和能量守恒的原理。此外，如果你认为时空在一个确切的地方有一个确切的边缘，那就违背了相对论等价（即任何物体在所有地点和速度下都是一样的）。也许相对论会被质疑是否有例外的可能性，但是数学就没有那么容易被反驳了。
理论认为宇宙是完全没有边界的。有以下三种情况：
宇宙形状的三种可能选项。
1）一个负弯曲的无限宇宙。这种情况已被一个关于宇宙微波背景分布的研究排除。
2）一个扁平的无限宇宙（没有任何弯曲）。迄今为止的测量（天文爱好者也许已经知道该怎么测量了）都表明宇宙是扁平的，或是近乎扁平。但是，无垠的宇宙让大家都有些不安。一个无限宇宙会将可见宇宙中的一切重复无限次，包括所有可能的细小的变化和所有完全不同的变化。抛开这个想法不谈，真正令物理学家们困扰的是一个无限宇宙（近乎同质）会包含无数的物体与能量。并且，宇宙大爆炸（假设其真的发生过）会在任何地方发生。那么无数的宇宙大爆炸将会比传统意义上的其数字描述来得更为糟糕。
3）一个弯曲的有限宇宙。这是最佳的一种情况。你可以想象宇宙是一个四维球体表面的一个三维空间。同样的可以这样理解，一个气球的表面就是一个被三维球体包围的二维空间。这样的话就直接导致了这么一个问题：球体的里面是什么？要解答这个问题，我们不能忘记定义一个空间的，是其内部的物体如何相互关联的（唯一能够定义空间的是标尺）。
所以，即使你把气球里面的那一面外翻，还是只能得到相同的空间。或者，如果你不擅长处理拓扑关系，那就别忘了空间外是不存在任何东西的，四维球体的表面就是空间。但是请注意，“四维球体的三维表面”这样的描述不是完全确切的。假设我们不生活在三维，而是三加一维（不是空间，而是时空），那它的度量标准就会变得有些不能理解。同样的，当你谈论到“宇宙的形状”时，一般是指“当下宇宙的形状”。遗憾的是，“当下”这个概念在宇宙中并不被广泛认可，因为宇宙中存在着循环的物体。所以说，“一个球体的表面”仍是描述宇宙的最好方法。
鉴于我们最好的测量显示宇宙是非常扁平的，如果宇宙确实如第三种情况所述，是一个弯曲的有限宇宙（很有可能是），那么它将会非常非常大。这就如同你可以简单地观察到一个球体是有曲面的，但是很难观察到地球也是有曲面的。
最后，回答一下最初的问题：宇宙是没有边缘的。
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- 发布日期：2024-01-20 16:56:18
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