天文学家认为：宇宙并不是无限大的，在边界之外还有什么？

摘要：宇宙到底有多大？这是人类走出地球之后一直都在研究和探索的问题，根据科学家的研究得出，我们的地球是一个近似球体的行星，它的平均半径大约是6371千米，赤道周长大约是40075千米，子午线周长大约是40008千米，表面积大约是5.1亿平方千米，其中海洋面积大约是3

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宇宙到底有多大？这是人类走出地球之后一直都在研究和探索的问题，根据科学家的研究得出，我们的地球是一个近似球体的行星，它的平均半径大约是6371千米，赤道周长大约是40075千米，子午线周长大约是40008千米，表面积大约是5.1亿平方千米，其中海洋面积大约是3.61亿平方千米，陆地面积大约是1.49亿平方千米，体积大约是10832亿立方千米。对于人类来说，地球的体积和质量非常大，但是放眼整个太阳系，地球只是一颗行星，如果以太阳风影响的范围来算，太阳风层顶是太阳系的外边界，这个边界大约在100到160个天文单位（一个天文单位大约是1.5亿千米，是地球到太阳的平均距离），相当于150到240亿千米左右。

如果以太阳引力范围来定义太阳系大小，那它可能延伸到1到2光年范围（一光年大约是9.46万亿千米远的奥尔特星云），奥尔特星云被认为是包裹着太阳系的一个球体云团，在这个区域存在大量的彗星。在太阳系之外还有银河系，银河系是一个棒旋星系，其规模非常庞大，一般认为银河系的银盘直径至少有10万光年，部分研究认为银河系的直径可能达到了18万光年，而包含银晕在内的整个银河系直径至少达到了40万光年。它的厚度大约是10000光年，边缘地带厚度大约是1000到4000光年，根据科学家的研究得出，在银河系中，大约存在1000亿到4000亿颗恒星，400亿到1000亿颗行星，我们的太阳和地球只是其中的一颗，银河系的总质量大约是太阳质量的8900亿到1.54万亿倍，其中百分之90的物质可能是暗物质。

你以为银河系已经非常广阔了，但是对于宇宙来说，银河系仅仅是一个小点，在银河系的外面还有本星系群，本星系群的直径大约是1000万光年，其中包含了54个星系，主要成员有银河系、仙女座星系（M31）和三角座星系（M33）。银河系和仙女座星系是本星系群中最大的两个星系，这两个星系占到了本星系群质量的大部分。在本星系群的外还有室女座超星系团，室女座超星系团是一个巨大的结构，它的直径大约是1.1亿光年，包含了1300个星系群和星系团，这些星系群和星系团又包含了大量的星系，它的质量达到了10^15太阳质量。在室女座超星系团的外面还有拉尼亚凯亚超星系团。

这个超星系团被确定的时间是2014年，当时夏威夷大学的科学家布伦特塔利和法国里昂第一大学的科学家海伦.库尔图瓦经过和合作探究之后表示，可以使用星系的视向速度来对超星系团进行重新定义，视向速度也叫作径向速度，主要是指速度矢量在视线方向的投影。总之根据这种定义的新方法，它们确定了拉尼亚凯亚超星系团的存在，并且指出室女座超星系团仅仅是它的一部分罢了，至此银河系的直属上级发生了一定的变化。而这个横空出世的超星系团，明显更加的庞大和神秘。拉尼亚凯亚超星系团的范围达到了5.2亿光年，它就像是一个巨大的星系之城，众多超星系团分布在其中，不过它并不是宇宙中最大的星系团，科学家现在还发现了更大的结构，目前人类能够观测到的宇宙直径达到了930亿光年。

可能很多人对于930亿光年没有概念，一光年是光在真空中一年所走的距离，大约是9.46万亿千米，930亿光年就是光在930亿年所进行的距离，这个距离的数值大约是8.8*10^23千米，在宇宙学中，可观测宇宙范围意味着从地球出发，向各个方向最远能够看到的距离之和是930亿光年这么远，这个范围包含了无数的星系、恒星、行星以及其它的天体，代表了人类目前借助各种观测手段所能触及到的最大宇宙范围，看到这里，相信很多人会产生一个疑问，为什么人类只能够看到930亿光年这个范围？这其实是由宇宙年龄和光速限制导致的，从宇宙大爆炸到现在已经有138亿年，在这段时间里，光从遥远的天体传播过来，由于光速是有限的，所以我们只能够看到光在138亿年里所能传播到的范围。

而且我们的宇宙还在不断膨胀当中，在光传播的过程中，天体也在彼此远离，这就像是一个不断拉伸的橡皮膜，光一边传播，天体一边后退，这使得有些天体发出的光经过很长的时间才能够到达地球，并且最远天体发出的光经过宇宙膨胀累积效应，让我们看到的最远距离达到了930亿光年。因为根据爱因斯坦的广义相对论，我们的宇宙时空在无限远的地方是闭合状态，整个可观测宇宙因此也呈现球体形态，我们就在这个球的中心，并且光也会沿着时空完全造成测地线飞行，这就导致可观测宇宙不存在边缘，即使飞船从地球出发后到达了太空的边界，它最终还是会回到一开始出发的地点，在这种情况下，方向无关紧要，就跟飞出地球必须要达到第一宇宙速度一样，飞船宇宙也可能需要一个比光速更快的速度才行。

有一些科学家认为，即使我们无法看到宇宙的全貌，但宇宙一定是有限度的，只不过我们现在还没有找到宇宙的边界而已，从理论上来说，宇宙是有限无界的，就像地球表面，但地球表面积也是有限的，宇宙可能也是如此，在三维空间中，它可以是自我卷曲的结构，虽然没有边界，但空间范围是有限的，如果说我们的宇宙空间是有限的，那么在宇宙空间之外是什么？对此有一些人认为，宇宙之外可能是一片无尽黑暗的虚空，在这无尽的黑暗中，没有任何有机体，没有任何形态，只是一片毫无生命的冷漠，除了这个说法之外，还有的科学家认为，宇宙之外是平行宇宙。

平行宇宙理论是基于量子力学的多世界假说发展而来的一种科学假说，它指出存在许多平行的宇宙，每个宇宙中有不同的物理规律、不同的历史进程和不同的现实。根据这个理论，我们生活在的宇宙只是其中的一个，而其他的平行宇宙则存在于与我们的宇宙相平行的空间中。这些平行宇宙中可能会存在与我们不同的物理规律和粒子属性，甚至可能存在与我们不同的生命形式和智能生命体。对于这个理论，目前认可的人也是很多的，按照宇宙大爆炸的说法来看，在大爆炸之后，我们的宇宙经历了一段极短而极快速的膨胀过程，从而形成了今天我们看到的广阔而平坦的空间。但是暴胀并不是一次性事件，而是一个持续进行的过程。

在暴胀过程中，会不断产生新的空间泡沫，每一个空间泡沫都是一个新的宇宙，拥有自己的物理定律和初始条件，这些空间泡沫之间相互隔离，无法相互观测或者影响，形成了一个无穷无尽的多重宇宙，在穿越中一直有一个悖论，这个悖论就是祖父悖论，“祖父悖论”，由法国科幻小说作家赫内·巴赫札维勒所提出，也称“外祖母悖论”，世界上最聪明的科学家爱因斯坦认为强大的引力场可造成时空弯曲，意味着回到过去理论上是可行的。想象一下，你用时光机回到过去杀死了你的祖父，祖父死亡意味着你的父亲没有出生，而没有父亲也就不会有你，那么你是如何杀死自己祖父的？如果在同一个宇宙中，祖父悖论是不可能存在的，但是在平行宇宙中，这个理论能够成立。

科学家认为当我们开启时间旅行回到过去之后，实际上是穿越到了另一个平行宇宙当中，科学家认为在我们的宇宙中不仅仅只有一个宇宙，而是有很多个宇宙，每一个宇宙都是一个独立的个体，但是每一个宇宙又像一面镜子一样，不同的宇宙中都有相同的事物，比如说在我们的宇宙中你是一名医生，而在另一个平行宇宙中，你可能就是一名老师，或者是一名科学家，简单来说就是你的人生有无数种可能。你的每一个选择，都可能产生一个不同的平行宇宙，比如说你站在十字路口，在一个世界中，你只能够选择走一条路，而这条路产生的结果只有一个，但是在平行宇宙中，你可以选择走不同的路，每一条路对应的结果也是不同的。

你的一个举动，就能够导致其它平行宇宙的诞生，当你回到过去在杀死祖父的一瞬间，你所在的世界就已经发生了改变，这时候你已经进入了另一个平行宇宙当中，而这个平行宇宙是在那一瞬间衍生出来的，在这个平行宇宙当中，你的祖父被你杀死了，但是在原本的宇宙中，你的祖父并没有死，历史也并没有被改变，而这个说法能够完美的解释祖父悖论，不过宇宙外面是不是存在无数个平行宇宙？目前科学家还在积极的研究当中，如果平行宇宙真的存在，那么它会为量子力学中的一些奇异的现象，如量子叠加态和测量问题等提供了一种新的理解方式，不再需要波函数坍缩的假设，使得量子力学的力量更加自洽和完整，不同的平行宇宙可能具有不同的物理常数、基本粒子等。

这会促使我们重新认识和完善现有的物理理论，从哲学的角度来说，这意味着我们每一个选择和决策都不是唯一确定的，而是在不同的宇宙中产生了不同的结果，这对传统的决定观念提出了挑战，引发了对自由意志和命运的重新思考，想要解开平行宇宙的奥秘，最好的办法就是亲自飞到宇宙的边缘，这样我们或许才能够知道宇宙外面到底有什么？不过想要实现这一点是非常困难的一件事情，因为人类的飞行速度有限，目前人类发射的最快的探测器每秒能够达到200公里左右，面对浩瀚的宇宙来说，它的飞行速度可以忽略不计，因为这个速度连太阳系都没有办法飞出去，更别说飞到宇宙边缘了，所以人类必须提高飞船的飞行速度，比如说利用虫洞进行穿梭。

从理论上来说，虫洞是爱因斯坦广义相对论所预言的一种时空结构。简单来讲，它就像是连接宇宙不同区域的一个“时空隧道”。正常情况下，在宇宙中从一个地方到遥远的另一个地方，需要沿着普通的时空路径行进，路程会很漫长。但虫洞提供了一条捷径，能让物体直接从虫洞的一端跨越到另一端，就好像在一张纸上的两个点，本来沿着纸面走距离很远，但把纸折叠起来，让两点靠近并通过一个小孔相连，这个小孔就类似于虫洞。不过，虫洞穿梭目前还只是理论设想。因为虫洞存在一些问题，比如虫洞可能在形成后迅速坍塌，需要一种被称为“奇异物质”的东西来撑开虫洞使其保持稳定，并且人类目前还没有发现虫洞存在的实际证据，也没有掌握能安全穿越虫洞的技术。