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每当我们仰望星空时,我们都会不禁赞叹宇宙深邃而又浩瀚。长久以来,人们就在思考宇宙边缘在哪里?如果我们到了宇宙的边界,将会看到怎么样的景象?

夜空中的少数几颗星星会在群星之间穿行,它们是太阳系中的行星。另外大部分星星的相对位置都是不变的,这是因为它们都是太阳系外的恒星,离地球非常遥远,这些恒星与太阳构成了庞大的银河系。

曾几何时,人类以为银河系就是整个宇宙,所有的天体都在银河系中。直到1922年,美国天文学家埃德温·哈勃通过“星云”中的某些特殊恒星,测出了星云的实际距离高达几百万、几千万光年,它们的距离远到不可能在银河系中,它们其实是银河系外的星系。

自那之后,人类把对宇宙的认知拓展到银河系之外。在浩瀚的宇宙中,存在着不计其数的星系,我们的银河系只是其中的一员。银河系与邻近的几十个星系,通过引力作用构成了更大的宇宙结构——本星系群,直径约1000万光年。

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本星系群与其他星系群又构成了本星系团,它又与其他星系团构成了本超星系团。近年来的观测结果表明,本超星系团属于尺寸更大的拉尼亚凯亚超星系团,其直径估计为5.2亿光年。

在此之外,又是更加广袤的宇宙。那么,如果我们在宇宙中朝着一个方向越走越远,能不能到达尽头呢?

事实上,我们的已知宇宙是有一个大小的,从地球出发,前进465亿光年的距离,就能到达可观测宇宙的边界。到了那里之后,我们所看到的还是类似的宇宙,里面有各种星系。朝着四面八方观测,最远仍然只能看到465亿光年。

我们的宇宙起源于138亿年前的奇点大爆炸,此后空间膨胀得越来越大。虽然光在138亿年里最远只能前进138亿光年,但空间膨胀速率不受相对论限制,可以超越光速,这导致我们所看到的最古老光子的最初位置,已经退行到了465亿光年之外。

由于宇宙的年龄和光的传播速度都是有限的,所以我们所能看到的宇宙范围也是有限的。可观测宇宙并不是宇宙的全部,在它的外面,还有大得多的不可观测宇宙。由于宇宙是各向同性的,不可观测宇宙中的东西也应该是类似的。

至于不可观测宇宙的尽头是什么,就要看宇宙的几何形状究竟是怎样的。宇宙中分布着大量的物质和能量,根据爱因斯坦的广义相对论,这会让空间结构发生变化。

于是,宇宙的形状有三种可能:平坦、开放、封闭。无论是曲率为零的平坦宇宙,还是负曲率的开放宇宙,空间都是无限延伸的,无论怎样都不会有尽头,永远也到达不了这种无限大宇宙的边缘。

另一方面,在曲率为正的封闭宇宙中,如果我们朝着一个方向不断前进,最终也无法走到宇宙的尽头,但可以回到最初的起点。这样的宇宙是有限的,但没有边界,这就好比我们生活在地球上一样,沿着一个方向一直走就会走回来。

也就是说,无论怎样,宇宙都不会有边界,我们永远也到达不了尽头。