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138億年前面的時間是什麼?465億光年外面的空間又是什麼?

2024-01-31 06:56:16

古語云:“上下四方曰宇,往古來今曰宙。”這句話道出了宇宙的含義,即宇宙包含著所有的空間和時間。既然有一個整個宇宙的概念,那麼,我們就會想知道宇宙從空間上來看有多大,從時間上來看有多久?

利用各種天文望遠鏡接收到的各種波段的觀測資料,現代宇宙學得出的結論是,宇宙半徑為465億光年,宇宙存在的時間為138億年。那麼,138億年前面的時間是什麼?465億光年外面的空間又是什麼呢?

20世紀20年代,天文學家哈勃觀測了宇宙中的一系列星系,並測量這些星系的光譜。光的傳播也遵循多普勒效應,當光源朝著我們的方向運動時,其光譜向波長較短的方向偏移,即藍移,偏移越多則速度越快。而紅移則代表光源遠離我們而去。

結果發現,除了銀河系附近的一些星系光譜呈現藍移之外,其他星系的光譜都呈現紅移,這意味著只有銀河系附近的一部分星系在靠近銀河系,而其他絕大部分星系都在遠離銀河系。

與此同時,哈勃還測出了星系的距離,結合光譜的結果更讓人出乎意料:星系的紅移值正比於距離,即它們的遠離速度正比於距離。離銀河系越遠的星系,它們遠離而去的速度就越接近光速。

出現這種奇特現象的唯一解釋是,空間正在膨脹。在整個宇宙中,每一處的空間都在往外擴張,空間自身不斷生長出空間。由於空間在膨脹,星系之間的距離越遠,它們之間的空間在單位時間內膨脹得越多,從而導致星系之間分開的速度就越快。

既然空間自身在不斷生長,那麼,空間就是由小變大。如果把時間倒推回到某個時間點,空間就會縮小到無窮小的點之中,物理學家稱之為“奇點”,這被認為是宇宙的空間起源,並且也是時間起源。

根據宇宙大爆炸理論,宇宙的時間起點在138億年前,宇宙正是從無窮小的奇點膨脹而來。那麼,在這個時間起點之前是否還有時間,目前並不清楚。

有些物理學家認為,談論138億年之前的時間是沒有意義的,因為宇宙根本不存在,沒有時間也沒有空間的概念,一切都是虛無。這正如談論北極點以北和南極點以南的方向也是沒啥意義的。

但也有物理學家認為,138億年之前可能是另一個宇宙。宇宙在不斷膨脹,但神秘的暗物質產生的巨大引力,又會把一切吸引到一起。倘若宇宙中的物質和暗物質足夠多,它們產生的引力足夠強大,就能最終阻止宇宙膨脹,使宇宙轉向坍縮,空間變得越來越小,直到有一天又坍縮回奇點。

宇宙有可能是在奇點-大爆炸-膨脹-坍縮-奇點,如此往復迴圈。如果是這樣,那麼,138億年再往前,就是上一代宇宙。

目前,宇宙半徑是465億光年,這其實是以地球為中心的可觀測宇宙範圍。不過,這裡並不等同於“地心說”,地球並不是宇宙的中心。因為宇宙目前的膨脹速度很快,只要距離足夠遠的星系,它們相對於地球的退行速度就會超光速,所以我們所能看到的宇宙距離是有限的。

在465億光年之外,還有我們所不曾知道的不可觀測宇宙,那裡也有星系、恆星、行星,甚至還有生命和文明。但由於光速所限,而且宇宙太大,我們不能看到那麼遠的距離。

據推測,不可觀測宇宙的範圍可能有幾十萬億光年。當然,也有可能是無限大。而在全宇宙之外,可能還有更多未知的領域,比如無數的平行宇宙。正所謂“惟天地之無窮兮”。

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