宇宙的起源可追溯到約138.2億年前的一次奇點(diǎn)大爆炸,這場(chǎng)爆炸創(chuàng)造了時(shí)間、空間以及物質(zhì)。經(jīng)過億萬(wàn)年的膨脹和演化,宇宙變得巨大而復(fù)雜,包含了無(wú)數(shù)的星系和宇宙物體。目前,我們所能觀測(cè)到的宇宙直徑已經(jīng)達(dá)到了930億光年,但宇宙的邊緣仍在持續(xù)加速膨脹,那里的光還未抵達(dá)地球。
宇宙的邊界概念需要明確化。當(dāng)我們聽說地球距離宇宙邊界的距離約為465億光年時(shí),這個(gè)距離實(shí)際上是指的可觀測(cè)宇宙,也就是哈勃體積。這是我們用現(xiàn)代技術(shù)能夠觀察到的宇宙最大范圍。然而,實(shí)際上,宇宙邊緣的膨脹速度很可能已經(jīng)超過了光速,這意味著那里的光將永遠(yuǎn)無(wú)法到達(dá)地球,人類將無(wú)法觀測(cè)到那個(gè)邊界。
要判斷宇宙是否有邊界,需要考慮宇宙的膨脹形狀。如果宇宙呈現(xiàn)球形,那它可能是封閉的,也就意味著存在邊界。但如果宇宙的形狀類似喇叭,我們可能只能找到一個(gè)起點(diǎn),而找不到終點(diǎn),就像手電筒射出的光線,我們可以看到起點(diǎn),但無(wú)法看到終點(diǎn)。
從這兩個(gè)角度來(lái)看,宇宙可能不是無(wú)限的,它可能有邊界,但這個(gè)邊界并不像墻壁一樣清晰,它更像是逐漸融入黑暗,無(wú)法確定具體位置。
既然無(wú)法看見黑暗的背后,那我們可以研究當(dāng)前可觀測(cè)宇宙中存在什么。當(dāng)我們站在十億光年之外的宇宙觀察時(shí),我們看到的是大部分漆黑一片,只有幾個(gè)零星的光點(diǎn),而這些點(diǎn)是極為古老的?s小視野到一億光年范圍內(nèi),宇宙仍然顯得空無(wú)一物,但某些區(qū)域的光點(diǎn)較多,這些光點(diǎn)代表龐大的星系,包括我們所在的銀河系。
放大到100萬(wàn)光年的范圍,銀河系的輪廓變得清晰,再進(jìn)一步到十萬(wàn)光年,已經(jīng)可以辨認(rèn)出銀河系的形狀。然而,當(dāng)放大到一千億公里的尺度時(shí),我們才能看到太陽(yáng)系的輪廓,太陽(yáng)系的基本結(jié)構(gòu)展現(xiàn)在我們眼前,雖然看上去很小,但周圍的光圈已經(jīng)非常明顯,F(xiàn)在,太陽(yáng)系和百萬(wàn)光年下的銀河系似乎有一些相似之處。
當(dāng)我們進(jìn)一步放大到百億公里的尺度,整個(gè)太陽(yáng)系清晰地出現(xiàn)在照片上,再進(jìn)一步放大,我們就可以看到地球和地球上的人。此時(shí),進(jìn)入地球,我們?cè)俅畏糯,我們將看到,在一厘米的尺度下,人的手部皺紋清晰可見,再放大一些,我們進(jìn)入了微觀世界,尺度達(dá)到百微米,可以看到皮膚組織的結(jié)構(gòu)。進(jìn)一步放大一千倍,我們進(jìn)入了人體細(xì)胞的層面,可以看到染色體,然后是DNA(脫氧核糖核酸)和原子。最終,我們到達(dá)了10皮米的尺度,觀察濃密的電子云,而令人震驚的是,宏觀宇宙的圖像似乎與微觀尺度下的粒子相似度極高。電子云和宇宙遵循相似的規(guī)律。
這些現(xiàn)象不是巧合,科學(xué)家用分形理論來(lái)解釋這些觀察結(jié)果。分形理論認(rèn)為,宇宙中的各種物質(zhì)和結(jié)構(gòu)都遵循一種共同的潛在規(guī)律,這是宇宙構(gòu)成的基本邏輯。每個(gè)物質(zhì)都以某種方式展示了這一基本邏輯。因此,關(guān)鍵問題不是“宇宙是否存在邊界”,而是要揭示宇宙萬(wàn)物的基本邏輯。一旦解開了這個(gè)問題,其他的謎團(tuán)可能會(huì)迎刃而解。
在宇宙和微觀世界之間,我們看到了令人驚嘆的相似性,宇宙與原子似乎都遵循著一種共同的構(gòu)成規(guī)律。這個(gè)規(guī)律可能揭示了宇宙的深層奧秘,不論宏觀還是微觀,都有著某種基本的統(tǒng)一性。這種發(fā)現(xiàn)啟發(fā)我們進(jìn)一步探索宇宙的奧秘,以及理解宇宙和微觀世界之間的聯(lián)系。