科學(xué)家認(rèn)為：宇宙并不是無限大的，在邊界之外還存在什么？

我們目前所能夠看到的宇宙范圍大約是930億光年，這是一個(gè)以地球?yàn)橹行牡木薮笄蝮w，其半徑約為465億光年，直徑約930億光年。很多人會(huì)疑惑：宇宙的年齡大約是138億年，光速也是有限的，為什么我們能看到的范圍會(huì)遠(yuǎn)超138億光年？這正是因?yàn)橛钪婵臻g本身在持續(xù)不斷地膨脹。在古老星光向我們奔赴的漫長歲月里，發(fā)出這些光芒的天體隨著空間的拉伸，已經(jīng)退行到了距離我們極其遙遠(yuǎn)的位置。因此，這個(gè)930億光年的范圍，是我們憑借現(xiàn)有物理法則和觀測手段所能看到的極限。在這個(gè)龐大的氣泡內(nèi)，包含著數(shù)以萬億計(jì)的星系，每個(gè)星系又包含著數(shù)千億顆恒星，其浩瀚程度遠(yuǎn)超人類想象。然而，可觀測宇宙僅僅是整個(gè)宇宙的冰山一角。在視界之外，宇宙并沒有一堵物理意義上的“墻”戛然而止。

既然如此，那么宇宙之外到底有什么？

對此科學(xué)家給出了幾種猜測，第一種猜測認(rèn)為，宇宙并沒有內(nèi)外之分，根據(jù)大爆炸的理論，時(shí)間和空間都是在138億年前誕生的，既然宇宙的定義包含了所有的時(shí)間、空間、物質(zhì)和能量，那么外面這個(gè)概念本身就失去了依附的基礎(chǔ)，而且廣義相對論指出宇宙可能是有限無界的，就像是地球表面一樣，你無論朝著哪個(gè)方向走，最終都會(huì)回到原地，根本無法找到一個(gè)讓你跨出去的邊緣，除了這個(gè)猜測之外，還有的科學(xué)家認(rèn)為，宇宙是多元宇宙。在宇宙極早期的暴脹理論中，空間曾經(jīng)歷過指數(shù)級的瘋狂膨脹。物理學(xué)家認(rèn)為，這種暴脹可能在某些區(qū)域停止了，從而形成了一個(gè)個(gè)獨(dú)立的“泡泡”，而在其他區(qū)域，暴脹仍在繼續(xù)。

我們的宇宙，僅僅是這無盡虛空中無數(shù)氣泡中的一個(gè)。在這些氣泡宇宙之外，漂浮著無數(shù)個(gè)其他的宇宙。更令人震撼的是，這些宇宙的物理法則可能與我們截然不同：有的宇宙光速極慢，有的宇宙引力極強(qiáng)，甚至有的宇宙根本無法誕生原子和生命。我們被困在自己的氣泡中，由于氣泡間的空間膨脹速度遠(yuǎn)超光速，我們永遠(yuǎn)無法與其他宇宙產(chǎn)生交集。這個(gè)氣泡宇宙和平行宇宙還是有一定區(qū)別的，有一些科學(xué)家認(rèn)為，如果說人類能夠找到蟲洞，那么或許我們能夠發(fā)現(xiàn)平行宇宙，蟲洞，在物理學(xué)中又被稱為“愛因斯坦-羅森橋”或“時(shí)空洞”，是廣義相對論方程預(yù)言的一種特殊時(shí)空幾何結(jié)構(gòu)。簡單來說，它是連接宇宙中兩個(gè)遙遠(yuǎn)時(shí)空區(qū)域的狹窄隧道或捷徑。

它不是“洞”，而是時(shí)空的折疊，受日常經(jīng)驗(yàn)影響，人們常以為蟲洞是宇宙中被“掏空”的一個(gè)物理缺口。但在廣義相對論中，空間并非一個(gè)固定的容器，而是可以彎曲、拉伸和折疊的幾何結(jié)構(gòu)。一個(gè)經(jīng)典的比喻是：如果你生活在一張二維的紙上，從紙的一端走到另一端需要很長的時(shí)間；但如果有人把這張紙折疊起來，讓兩端貼在一起，你只需跨一步就能到達(dá)。蟲洞正是這種幾何變化的極端版本，它不是在空間中挖洞，而是讓空間本身以極其反直覺的方式彎折、連接，從而縮短兩點(diǎn)間的距離。如果你靠近一個(gè)蟲洞，你看到的并不會(huì)是一個(gè)深邃的黑洞或能看到另一端星空的洞口。在數(shù)學(xué)模型中，蟲洞的入口更像是一個(gè)封閉的球形邊界。所有靠近它的物體都會(huì)被引力吸引向這個(gè)球狀區(qū)域。

進(jìn)入蟲洞的感覺，與其說是“鉆進(jìn)去”，不如說是穿過一個(gè)“到此為止”的球形界面。蟲洞并非科幻作家的憑空想象。1935年，愛因斯坦和他的助手納森·羅森在研究引力場方程時(shí)，發(fā)現(xiàn)方程允許一種連接兩片時(shí)空的“橋”狀結(jié)構(gòu)，這就是“愛因斯坦-羅森橋”。直到1957年，物理學(xué)家約翰·惠勒才首次將其命名為“蟲洞”。然而，“數(shù)學(xué)上允許”并不等于“物理上可行”。最經(jīng)典的蟲洞模型極其不穩(wěn)定，會(huì)在瞬間開啟又瞬間坍縮，甚至不足以讓一束光完整通過。理論上，想要讓蟲洞保持張開并允許物質(zhì)穿越，必須在其中引入具有負(fù)能量密度的“奇異物質(zhì)”來對抗引力、撐住通道。目前來說，人類的科技還做不到這一點(diǎn)。

除了這些猜測之外，還有的科學(xué)家認(rèn)為，我們的宇宙本身就是虛擬的，隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)的飛速發(fā)展，一些學(xué)者提出，如果高級文明的算力足夠強(qiáng)大，他們完全可以模擬出包含數(shù)十億個(gè)星系和無數(shù)智慧生命的虛擬世界。在這個(gè)假說下，我們的宇宙不過是一段極其復(fù)雜的代碼，所謂的“宇宙之外”，就是運(yùn)行這段代碼的超級計(jì)算機(jī)、服務(wù)器，甚至是某個(gè)程序員的書桌。物理常數(shù)之所以如此精確地允許生命存在，僅僅是因?yàn)檫@是程序設(shè)定的參數(shù)；而量子力學(xué)中的觀測者效應(yīng)，則像是為了節(jié)省算力而采用的延遲渲染機(jī)制。如果我們仔細(xì)觀察我們的宇宙，我們就能夠發(fā)現(xiàn)很多蛛絲馬跡，比如我們可以尋找宇宙分辨率的極限（普朗克尺度）。

要知道任何計(jì)算機(jī)的算力都是有限的，這意味著模擬宇宙必然存在一個(gè)最小的“像素”或“網(wǎng)格”。如果我們的宇宙是模擬的，空間和時(shí)間就不應(yīng)該是絕對連續(xù)的，而是由離散的微小單元組成的。物理學(xué)家推測，這個(gè)極限就是“普朗克尺度”（約10的負(fù)35次方米）。如果我們在極高精度的實(shí)驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)空間或時(shí)間在普朗克尺度下呈現(xiàn)出類似像素的“顆粒感”，或者發(fā)現(xiàn)宇宙射線在傳播時(shí)受到這種網(wǎng)格的干擾，這將是宇宙是數(shù)字模擬的強(qiáng)力證據(jù)。其次我們還能夠探測物理常數(shù)的系統(tǒng)誤差，如果說我們的宇宙是被設(shè)計(jì)出來的，那么它的運(yùn)行參數(shù)應(yīng)該是由造物主設(shè)計(jì)的，計(jì)算機(jī)科學(xué)家認(rèn)為，復(fù)雜的模擬程序在長時(shí)間運(yùn)行之后，必然會(huì)積累微小的計(jì)算誤差或者發(fā)生舍入誤差。

因此，如果我們能在極其精密的觀測中，發(fā)現(xiàn)這些基本物理常數(shù)在宇宙的不同區(qū)域或不同時(shí)間段發(fā)生了微小的、不符合自然規(guī)律的漂移，這可能就是系統(tǒng)在“打補(bǔ)丁”或出現(xiàn)計(jì)算故障的痕跡。而且如果說宇宙本質(zhì)上是信息，那么物理定律可能只是信息處理的規(guī)則，近年來，物理學(xué)家在研究黑洞和量子糾纏時(shí)發(fā)現(xiàn)，宇宙中信息的存儲量似乎與空間的表面積（而非體積）成正比，這被稱為“全息原理”。如果科學(xué)家能夠證明我們宇宙的底層邏輯完全是由量子信息糾纏網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的，且其運(yùn)作方式與量子計(jì)算機(jī)的算法高度一致，那么我們就有理由相信，這個(gè)宇宙本身就是一個(gè)龐大的量子計(jì)算過程。

不過目前這也只是科學(xué)家的一種猜測而已，我們的宇宙到底是不是虛擬的？目前科學(xué)家并不清楚，除了這些之外，還有的學(xué)者認(rèn)為，我們的宇宙之外可能是其他維度的宇宙，在人類的宏觀感知中，宇宙呈現(xiàn)為三維空間（長、寬、高）加上一維時(shí)間，這被稱為“四維時(shí)空”。然而，為了在數(shù)學(xué)上統(tǒng)一量子力學(xué)與廣義相對論，物理學(xué)家提出了超弦理論和M理論。超弦理論認(rèn)為，宇宙的基本單元不是點(diǎn)狀粒子，而是一維的“弦”，而這些弦的振動(dòng)模式必須在10維的時(shí)空中才能自洽；M理論則在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步擴(kuò)展，指出宇宙實(shí)際上擁有11個(gè)維度。而我們只能夠看到三維空間的物質(zhì)，其它的維度空間并沒有消失。

而是蜷曲在了極其微小的尺度上（即普朗克尺度）。這就像一根遠(yuǎn)處的細(xì)管，遠(yuǎn)看只是一條一維的線，但走近觀察就會(huì)發(fā)現(xiàn)它是一個(gè)三維的圓柱體。這些隱藏的額外維度被卷曲成極其復(fù)雜的幾何結(jié)構(gòu)（如卡拉比-丘流形），以至于我們現(xiàn)有的觀測手段根本無法察覺。這些額外的維度并非毫無意義，它們具有極其重要的物理特征。首先，額外維度的幾何形狀和卷曲方式，直接決定了微觀粒子的性質(zhì)。例如，弦在不同維度中的振動(dòng)頻率和模式，決定了粒子的能量和質(zhì)量，從而衍生出我們熟知的電子、夸克等基本粒子。其次，這些高維空間為自然界四種基本力（強(qiáng)力、弱力、電磁力和引力）的統(tǒng)一提供了框架。

在M理論的“膜宇宙”假說中，我們的三維宇宙可能只是漂浮在更高維度空間（Bulk）中的一張“三維膜”。除了引力這種微弱的力能夠跨越維度發(fā)生“泄漏”外，構(gòu)成我們身體和周圍物質(zhì)的電磁力等都被死死地限制在這張膜上，這解釋了為什么我們無法自由穿梭于高維空間。目前科學(xué)家們也在積極的研究和探索維度空間的奧秘，小編認(rèn)為，人類是地球上最有智慧的生命，人類的科技在不斷的進(jìn)步和發(fā)展，只要人類能夠堅(jiān)持不懈的努力下去，未來或許人類真的能夠解開宇宙中的奧秘，對此，大家有什么想說的嗎？