宇宙学:膨胀的宇宙
宇宙视界
站在大洋中央的一艘船上,你只能看到一定的距离——地平线,那条曲面把更远处一切藏起来的界线。宇宙也有一道视界,但缘由不同:光以有限的速度行进,而宇宙只存在了有限的时间,所以来自某一距离之外的光,根本还来不及抵达我们。宇宙视界就是那道边界——我们有可能观测到的那部分宇宙的边缘。
天真地想,你或许会猜视界在138亿光年之外,因为光已经行进了那么久。但有个转折:当那束古老的光在途中时,空间本身一直在膨胀,把发光的源区带到远得多的地方。所以我们能看到的最遥远的物质——发出宇宙微波背景的那些物质——如今离我们约460亿光年,使可观测宇宙横跨约930亿光年。这道视界不是一堵实墙,也不是宇宙的边缘;它只是我们视野的极限,而宇宙几乎肯定在它之外远远延续,也许无限延续。每一个观测者,无论身在何处,都有以自己为中心的、属于自己的视界。
宇宙视界之所以重要,是因为它框定了宇宙学所能直接知晓的范围。哪怕原则上,我们也看不到它之外的任何东西,这引出了深刻的谜题——比如,天空两侧从未接触过的遥远区域,为何竟有相同的温度(促成暴胀的视界问题)。一个微妙而重要之点:由于暗能量驱动的加速膨胀,某一距离之外的星系退行得如此之快,以致它们未来的光永远到不了我们——所以从能向我们展示的新事物而言,可观测宇宙某种意义上在缓慢缩小,纵然我们已看到的星系正变得更红、更暗。
宇宙微波背景的光在138亿年前启程,可发出它的物质如今却在约460亿光年之外,因为光在途中时空间被拉伸了。那460亿光年的半径,就是我们可观测范围的边缘。
视界是我们视野的极限,并非宇宙本身的边缘。
宇宙视界不是宇宙的边缘,也不是一道实体屏障——它只是光有时间抵达我们的最远处。宇宙几乎肯定在它之外远远延伸,而每个观测者都有自己的视界。
又称
另见