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宇宙是个“球体”,有限而无界?竟连爱因斯坦都这么认为? [复制链接]

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离线仝代卉
 

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      随着科技水准的提升,人们对于宇宙的认识自然也就愈发的深入。1920年左右,人们还把银河系看作是宇宙的全部,而近百年时间的发展,世人对宇宙的认知已经扩张到了约900亿光年的尺度。
      
      即使如此,人类对宇宙的认知范围仍显得过于渺小,探索宇宙的行为似乎永无止境,那么宇宙到底有没有尽头呢?其实这个问题由来已久,且困扰人类太长时间了。多数人都会把宇宙的边缘假想成一堵墙,所以自然就不由自主的猜想墙后面到底有什么?
      

      
      这一问题其实众说纷纭,但当代科学界普遍支持爱因斯坦的观点。爱因斯坦在广义相对论里提出过一个观点,即宇宙虽然有限但无界。这个“有限而无界”该如何理解?
      
      谈及这个问题需要从三维及四维两种空间维度进行思考。举个简单的例子,当我们从二维空间的角度来观看一个球体,那么在球体表面上无论怎么奔波,却永远也找不到尽头。但如果从三维的角度来看这个球体,哪怕这个球体是地球,也不过是一个漂浮在空间中的球体。
      

      
      人类作为生活在三维空间中的生物,仅仅凭借想象就想要推测出四维空间的样子,将会是一件很困难的事情。但是我们可以认知到,在二维空间永远也找不到尽头的地球,在三维空间里却是十分有限的。
      
      同样的道理,爱因斯坦认为,宇宙未必不能是一个四维的“球体”。因为我们是生活在三维的空间里的,所以我们所看见的一切也就分布在这个四维“球体”的球面上(即超球面)。所以也许宇航员环游了整个宇宙,并最终回到一切的起点,也无法找到宇宙的边缘并打破那面尽头的“墙”。
      

      
      其实“球体”这样的宇宙模型,是对哈勃定律的一种简单描述。假使把宇宙看做膨胀的气球,星系则是印在表面上的花纹。所以任何一片星系,都在逐渐远离宇宙的中心,而相距越远的星系运动速度则越快。
      

      
      
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