宇宙的广袤无边始终是科学探索的一大谜团。尽管现代科学家运用尖端技术,我们仍只能描绘出一个可观测的宇宙轮廓。
以地球为基点,这个可观测宇宙的半径约为465亿光年,包含了大约2万亿个星系。天文学家普遍认为宇宙是无限的,因为根据大爆炸理论,宇宙正在以超光速的速度膨胀。由于光速是我们宇宙中信息传递的极限速度,超光速的膨胀意味着我们无法实时捕捉到宇宙的真实状态,更别提确定其边界了。
天体物理学家卢米涅和数学家威克斯提出了一个大胆的设想:宇宙可能是由正五边形缝合而成的球体。如果人类拥有一个与太阳系等大的光球,那么它发出的光将在五边形内部不断反射,从而被不同时间线上的观察者所看到。然而,如果宇宙呈现负曲率,那么它将在遥远的某处闭合,使得我们观察到的空间呈现出有界但无边际的特性。
爱因斯坦的灵感导师、数学家闵可夫斯基认为,宇宙可能是一个无限延展的平面。在这种情形下,如果两束光线平行发射,它们将永不相交,并会永远在太空中穿行。天文学家曾在微波背景辐射图上发现了若干冷点,这些冷点可能是另一个宇宙与我们宇宙相撞的痕迹。
从物理学的角度来看,这种现象可能是由重力造成的,或者说是由某种引力更强的天体系统清空了这片区域。然而,宇宙的真正奥秘远不止于此。我们所见的所有星系仅占宇宙质能总量的5%,剩下的95%由暗物质和暗能量组成,它们才是决定宇宙命运的关键力量,至少目前宇宙的加速膨胀就是由暗能量驱动的。
根据大爆炸模型,我们的宇宙源于一次微观的量子涨落,而这种情况并非独一无二。物理学家相信,宇宙不可能永无止境地膨胀。一旦它开始收缩,我们或许能够探测到宇宙的体积边界。进一步设想,如果存在多个宇宙,那么我们的宇宙之外可能还有由其他大爆炸事件产生的不同宇宙。
每个宇宙都会因其初始瞬间的不同而演化出各异的物理定律,正如不同星球上的环境千差万别。也许,我们所在的这个宇宙正是最适合生命存在的。至于可观测宇宙之外,天文学家坚信还存在着大量的星系,因为可观测宇宙仅占整个宇宙的1/250,如同一根蜡烛只能照亮有限的范围一样,不同的可观测宇宙也会因光速限制而相互隔绝。
哈勃望远镜和韦伯望远镜曾捕捉到距离我们136亿光年的星系,那时距大爆炸仅过去了2亿年,属于所谓的宇宙黎明时期。但那个星系看起来并不符合黎明时期的特征,因为它质量巨大且核心区域存在一个超级黑洞。因此,有天文学家推测宇宙的实际年龄可能被低估,宇宙可能有超过260亿年的历史,但这一假设仍需更多证据来支持。