Question

宇宙真的没有边际吗？

Answer 1

这牵扯到宇宙是有限的还是无限的问题，无限的肯定是没有边界的，这个显而易见。但是有限的宇宙也是没有边界的，这就有点匪夷所思了，不过你看完霍金的时间简史你就知道为什么了，他提出了有名的无边界条件，有限但是没有边，宇宙就是一个膨胀的四维球的面（即三维超球面）。
摘自《时间简史》
弗利德曼只找到一个模型，其实满足他的两个基本假设的共有三种模型。在第一种模型（即弗利德曼找到的）中，宇宙膨胀得足够慢，以至于在不同星系之间的引力使膨胀变慢下来，并最终使之停止。然后星系开始相互靠近，宇宙开始收缩。图3.2表示随时间增加两个邻近的星系的距离的变化。刚开始时距离为零，接着它增长到最大值，然后又减小到零；在第二类解中，宇宙膨胀得如此之快，以至于引力虽然能使之缓慢一些，却永远不能使之停止。图3.3表示此模型中的邻近星系的距离随时间的变化。刚开始时距离为零，最后星系以稳恒的速度相互离开；最后，还有第三类解，宇宙的膨胀快到足以刚好避免坍缩。正如图3.4所示，星系的距离从零开始，然后永远增大。然而，虽然星系分开的速度永远不会变为零，这速度却越变越小。
第一类弗利德曼模型的奇异特点是，宇宙在空间上不是无限的，并且是没有边界的。引力是如此之强，以至于空间被折弯而又绕回到自身，使之相当像地球的表面。如果一个人在地球的表面上沿着一定的方向不停地旅行，他将永远不会遇到一个不可超越的障碍或从边缘掉下去，而是最终走到他出发的那一点。第一类弗利德曼模型中的空间正与此非常相像，只不过地球表面是二维的，而它是三维的罢了。第四维时间的范围也是有限的，然而它像一根有两个端点或边界即开端和终端的线。以后我们会看到，当人们将广义相对论和量子力学的测不准原理结合在一起时，就可能使空间和时间都成为有限的、但却没有任何边缘或边界。

一个人绕宇宙一周最终可回到出发点的思想是科学幻想的好题材，但实际上它并没有多大意义。因为可以指出，一个人还没来得及绕回一圈，宇宙已经坍缩到了零尺度。你必须旅行得比光波还快，才能在宇宙终结之前绕回到你的出发点——而这是不允许的！

在第一类弗利德曼模型中，宇宙膨胀后又坍缩，空间如同地球表面那样，弯曲后又折回到自己。在第二类永远膨胀的模型中，空间以另外的方式弯曲，如同一个马鞍面。所以，在这种情形下空间是无限的。最后，在第三类刚好以临界速率膨胀的弗利德曼模型中，空间是平坦的（所以也是无限的）。

Answer 2

基本上是这样的。
如果宇宙是闭合的，那宇宙就是有界而无边的。可以这样理解，宇宙如同一个巨型黑洞，我们在这个黑洞内部。由于宇宙是向内弯曲并自我封闭的，无论我们向哪个方向走，最终都会回到出发地。而且我们无论如何也到不了宇宙的边缘。在我们行进过程中，我们的四面八方都是星系，越过一个还有一个，在各个方向上，星系的数量和相对密度变化都不大。
如果宇宙是开放的，不论是平直的还是马鞍形，那就干脆没有边际了。既无界，也无边。

Answer 3

没