摘要：谈到对宇宙的研究，可观测宇宙与不可观测宇宙的概念至关重要。以观测者为核心的球形空间被定义为可观测宇宙，在这个范围内，物体发射的光线能够在特定时间内被观测者捕捉到。

我们所居住的地球，不过是太阳系内的一颗行星，而太阳系在银河系中也只是微不足道的一部分，银河系在整个宇宙的众多星系里，同样只是沧海一粟。

谈到对宇宙的研究，可观测宇宙与不可观测宇宙的概念至关重要。以观测者为核心的球形空间被定义为可观测宇宙，在这个范围内，物体发射的光线能够在特定时间内被观测者捕捉到。

一般来讲，我们所提及的宇宙直径约为920亿光年，此即为可观测宇宙的范畴。在这个区域中，我们能够观测到诸如星系、星系团等各类物质结构。

然而，在距离我们460亿光年以外的地带，尽管它们同样归属于我们所处的宇宙，但其发出的光线尚未抵达我们这里，故而被称作不可观测宇宙。为了更深入地理解宇宙的起源和演化，科学家们提出了大爆炸理论。该理论试图阐释宇宙中现存物质结构的形成与发展进程，但也随之带来了一系列尚未破解的难题。

例如，“大爆炸奇点”的形成缘由，这个被视作宇宙起源的炽热、密集且充满物质粒子和高能辐射的状态，究竟是怎样产生的，大爆炸理论并未给出确切的答案，这无疑使该理论存在一定的局限性。再者，微波背景辐射的温度波动是如何形成的，这也是困扰科学界的一个谜题。

毕竟，微波背景辐射是所有物质结构的基础，然而其温度波动的成因至今仍不明朗。还有一个令人困惑的现象是，在宏观尺度上，宇宙物质的分布近乎均匀，相距甚远的宇宙区域之间不存在信息交流，可它们的温度却惊人地一致，这究竟是何原因呢？此外，空间为何会如此平坦，这也是大爆炸理论难以完全诠释的问题。

我们的可观测宇宙与零曲率几乎难以区分，这一现象让科学家们颇感费解。

1980年，美国科学家阿兰·古斯提出了暴胀理论，试图解决上述问题。按照这一理论，在宇宙大爆炸之前，空间中不存在任何物质和辐射，唯有充满整个空间的真空能量。

真空能量的量子场波动致使空间在不同的点上呈现出指数级的膨胀。这种膨胀可以通过一个形象的比喻来理解，恰似在煤气灶上炖煮的浓汤中，不断从各处冒出的气泡。

每个急剧膨胀的区域在未来都有潜力形成一个独立且互不关联的宇宙。基于暴胀理论，多元宇宙的猜想由此产生。在宇宙的暴胀阶段，每一个膨胀的泡泡都有可能孕育出一个宇宙，我们所生活的宇宙便是其中之一。

真空能量推动空间以指数级的速度膨胀，使得空间迅速延展。无论初始形态如何，在暴胀结束后，空间都会趋向于平坦。

真空中的能量波动随着空间的扩张被延伸到宇宙的各个角落，在暴胀结束后，这些微小的能量波动使得一部分真空能量转化为物质，导致宇宙升温，进而形成了热大爆炸的初始状态。而微波背景辐射的密度涨落也正是源于此。

与此同时，真空能量中更大的一部分则被封存于真空中，成为了我们所熟知的暗能量。

总而言之，由于暴胀初期量子场的波动，空间在不同的点开始暴胀，从而创造出多个不存在因果关联的宇宙。在我们的宇宙中，自诞生之日起，膨胀就从未停歇，并且其速度远远超过了光速。

经历了再加热阶段后，大爆炸拉开帷幕，一系列高能粒子的相互碰撞造就了所有的基本粒子。直至大爆炸发生38万年后，随着宇宙的持续膨胀和冷却，中性原子才得以形成。

此后，在宇宙诞生后的5000万至1亿年间，恒星和星系等发光物质结构才逐步形成。由于光速是有限的，而宇宙的膨胀始终在进行且速度超过光速，这就导致一些星系形成后发出的光始终无法抵达地球。我们所能观测到的，只是那些光线已经到达地球的星系，这便是可观测宇宙。

而那些光线未能抵达地球的星系，则处于可观测宇宙之外。

宇宙始终处于不断膨胀的状态，而光在宇宙中的传播也受到了这一膨胀的影响。宇宙的膨胀使得天体之间的距离持续增大，而光的传播速度是固定的。

这就意味着一些遥远天体发出的光，需要耗费漫长的时间才能抵达我们所在的位置。随着宇宙的不断膨胀，这种情况变得愈发复杂。

一些距离我们极为遥远的星系，它们发出的光在传播过程中，会受到宇宙膨胀的拉伸，从而导致波长变长，这便是所谓的红移现象。那么，可观测宇宙究竟是如何形成的呢？这与宇宙的膨胀以及光的传播特性紧密相关。在宇宙的早期，经历了一连串的演化过程。

随着时间的推移，宇宙不断膨胀，天体之间的距离逐渐拉大。当光从遥远的天体开始向我们传播时，宇宙的膨胀已经使得这些光的传播路径变得极为漫长。

由于光速有限，只有那些在特定时间内能够抵达我们的光线所对应的天体，才能够被我们观测到，由此便形成了可观测宇宙。具体而言，一些距离我们相对较近的天体，它们发出的光能够在较短的时间内到达地球，因此我们能够较为轻松地对其进行观测。而对于那些遥远的天体，光需要经历漫长的旅程才能抵达。

在这个过程中，宇宙的膨胀可能会导致这些天体远离我们的速度超过光速，使得它们发出的光永远无法抵达我们这里，从而形成了不可观测宇宙。

综上所述，宇宙的可观测与不可观测之分，是由宇宙的膨胀和光的传播特性共同决定的。可观测宇宙是我们能够了解和研究的部分，但这仅仅是宇宙的冰山一角。

对于不可观测宇宙，我们目前的了解还十分有限，这也为人类对宇宙的探索带来了更多的挑战和机遇。随着科学技术的不断进步，我们有希望逐步扩大可观测宇宙的范围，进一步揭开宇宙的神秘面纱。

来源：视界快看一点号