宇宙到底有没有边界?
首先按照大爆炸假说,宇宙确实有个边,不过这个边正在以很快的速度膨胀,无法准确的知道宇宙的边,所以被称为无边。
在大爆炸中,宇宙也肯定是有限的,只不过是在变大,就和微积分一样,极限是无限,但永远不可能达到无限,而且我们能够观察到的范围越来越远。
所以只把能够观察到的总星系范围定义为宇宙。这仅仅是天文学角度。如果按照哲学来解释,可能更能让人接受:宇宙是无限无边的,宇宙是时间和空间的组合,和太极阴阳相似,一虚一实。
扩展资料
宇宙到底有多大
宇宙异常广阔,仅仅一个银河系就有难以计数的星系、恒星、气体和尘埃,我们仅能观测到非常有限的。
哈勃极限深场影像展示了非常狭小的天区——大约是1/32000000,并通过持续长达23天的紫外、可见光和近红外波段观测得到。影像中发现了5500个星系,其中部分星系是现有宇宙年龄约4%时的影像。
这样推算,可见宇宙可以有1800亿个星系。但实际上这个数字远远低于真正的数字,大约仅仅是后者的10%。
参考资料来源:百度百科-宇宙
目前的所有宇宙模型里宇宙都没有边。
在我小时候,科普书里流行的是爱因斯坦提出的超球面宇宙模型,他是根据广义相对论里的空间弯曲提出来的。把三维空间类比成二维的话,宇宙就在一个球体的表面,也就是一个球面上。当把它引申到三维,宇宙就是在一个四维超球体的表面上,也就是一个三维的超球面。需要注意的是,这里所说的球体或超球体是不存在的,也是不需要存在的。由于宇宙中物质质量的影响,导致空间弯曲起来直到弯曲成一个超球面,也就是这种弯曲达到一定曲率或者达到一定半径范围,就会自行闭合成一个球面,而不需要增加一个维度让它弯曲成为球面。也就是说空间弯曲并不需要增加维度。
不过这是但考虑空间的情况之下,而我们都知道,在广义相对论里,时空是统一的,也就是实际上还需要考虑时间,因此空间弯曲就不是在四维空间里弯曲,而是在时间里弯曲了。但是把时空作为一个整体时,又把它空间化来考虑空间弯曲是很难理解的,因此一般情况下我们考虑空间弯曲时就直接忽略时间好了。
爱因斯坦的超球面宇宙是没有边界的,因为你在二维下是找不到球面的边界的,同样在三维下你也找不到超球面的边界。但它是有限的,因为球面或超球面是有限的,它的半径由其曲率决定。
然而随着宇宙学的发展,加速膨胀的宇宙让人越来越怀疑宇宙是否真的有限。
宇宙学上有一个临界密度,这是根据广义相对论的引力场方程得到的。
当宇宙中的物质密度高于临界密度,宇宙会在引力作用下减速膨胀,(绿色和蓝色线所示)如果物质密度高于一个阈值,宇宙最终会在引力作用下收缩最终坍缩回0点(紫色线所示)。这种情况下,宇宙大尺度的曲率是正的,宇宙是有限无边的。当宇宙中的物质密度等于临界密度,宇宙将永远膨胀下去。(黄色线所示)这种情况下宇宙大尺度的曲率为0,宇宙是无限无边的。当宇宙中的物质密度低于临界密度,宇宙会持续加速膨胀,最终宇宙会分崩离析,这可能就是传说中的大撕裂吧。(红色线所示)这种情况下宇宙大尺度的曲率为负,宇宙同样是无限无边的。
在以上三种情况下,宇宙都是没有边界的。第一种是有限而无边,后两种是无限而无边。
你可能发现了,在考虑大尺度下的宇宙曲率时,就要考虑时间维度了,你可能会奇怪,宇宙里明明有物质能量,物质能量是会弯曲时空的,那时空曲率应该永远为正才对,为什么上面会出现曲率为0和曲率为负的情况?聪明宝宝可能已经发现了,答案就是膨胀。单纯考虑空间的话,曲率应该永远是正的,但是当你把膨胀考虑进去,曲率就有可能为零甚至为负。而膨胀是随时间变化的,也就是说在考虑宇宙大尺度的曲率时,时间不能忽略,而必须考虑进来。
所以宇宙没有边界,以我们的观测能力决定了我们能看多远,我们的观测能力在发展,观测的范围也在变大。不过按照宇宙大爆炸的理论,宇宙还在不断的扩大。
茫茫宇宙无边无际,其深邃让人难以想象, 1999年4月,美国纽约州立大学的一个天文研究小组,利用"哈勃"太空望远镜的巨大威力。经过2年多时间的周密观测,并用电子计算机进行科学处理,剔除了分布在该方向上交迭在一起的400多个天体图像,终于"请"出了一个最古老星系,从它退行膨胀的速度高达光速的96.66%推算,它应处于137亿光年的宇宙边缘!
137亿光年的距离实在难以比喻,连最快的光也要疾行137亿年才能到达。 由此可见,这个最远的星系也是宇宙大爆炸后不久的天体,是极其珍贵的最古老的"宇宙化石",因为在探索宇宙起源、演化,宇宙早期历史将有无可估量的意义。
宇宙不是无限的,或者说,我们所居住的这个狭义的宇宙并不是无限的。它的边界在哪里、以何形式存在现在尚在争论,但“我们的宇宙”不是无限的,这个观点基本已经得到了认同。
现在一个观点认为,在宇宙的边缘时空是扭曲的,就是说你能无限接近它,但无法到达它。
至于广义的宇宙,即“我们的宇宙”之外的宇宙是否无限,这个就说不清了,正如无法对夏虫语冰,现在的人类科技对此还毫无认识,现在的研究尚未突破我们的宇宙这个范围。
宇宙是无限的,但是是有界的.霍金理解的宇宙就象一个篮球一样,你在球面上无法找到起点和终点,但它却是有界的.就象很多天文学的书籍里面都有介绍,如果看看斯蒂芬.霍金的著作会明白得更多.
或者从大爆炸理论里可以得到,我们的宇宙仍然在膨胀之中,星系彼此仍然在退行,也就是我们所认识的宇宙仍然在膨胀,在延伸,在扩大,但还没有到它的尽头。