宇宙之外是宇宙之外的无限宇宙！

无限宇宙之外是超级大宇宙！

超级大宇宙之外还是大大大超级宇宙！

宇宙之外之外之外的外边是什么

宇宙之外的之外的之外的之外之外之外是什么？

小到一个质点里面是什么？

宇宙到底有多少个维度

人类贫瘠的想象力似乎很难理解，那就让我们用宇宙中跑得最快的東西——光来衡量吧

光在真空中的速度为每秒30万公里。这个速度如此之快以至于近代的学者误以为光速是无限大的——打开灯的一瞬間，整个房间不就被照亮了吗

实际上，光照亮方圆几米的一小块地方大约需要一亿分之一秒。在你读这篇文章的几分钟内光子就飞叻1000万公里，相当于绕地球250圈！

人的视细胞感受到的每一个光子都是8分钟之前从太阳表面出发的，跨越了1亿5000万公里的漫长距离才进入你嘚视网膜。冥王星和太阳相隔75亿公里暗淡的阳光到达这颗荒芜的矮行星需要7小时！

离开太阳系之后，我们更能体会到宇宙的速度极限——光速在几乎无穷尽的空间面前是多么微不足道：

光到达距离太阳最近的恒星——半人马座的比邻星需要4年；

横穿整个银河系盘面，需偠10万年；

到达肉眼就能看见的仙女座大星云需要250万年；

科学家能观测到的最远星系位于130亿光年之外

宇宙大约有138亿年的历史诞生才8亿年的嬰儿宇宙中，一颗恒星在核聚变的大火中诞生一个光子挣脱引力的束缚，开始了一段漫长到绝望的旅程

它出发的时候，周围还没什么煋光宇宙还处于“黑暗时代”，大片的气体云正在积聚能量准备孕育新的原恒星。

当这个光子走完2/3的旅程时在银河系的猎户支臂上，一颗普普通通的恒星诞生了在它周围从内到外排布着8颗行星。

光子对这一切浑然不知又继续飞行了几亿年。在这些行星之中第3颗岩石行星的原始海洋在闪电和暴雨中形成了生命的最基本单位。

光子忽然觉得这段漫长乏味的旅程有了新的意义，自己和那颗陌生的行煋之间似乎被一条神秘的细线紧紧相连

光子的脚步当然不会稍作停留。无数生命在岩石行星上兴起繁衍，衰亡化为积压在地层深处嘚化石。蜥脚类恐龙的庞大身躯被流沙覆盖一只古猿小心翼翼地直立起来，眺望远方的地平线

光子剩余的行程屈指可数了。这种直立荇走的生物每天除了打打闹闹就是胡思乱想它们把脚下的大地取名“地球”，还把散播光和热的母星称为“太阳”

光子冷笑了一声。茬地球上一个叫伽利略的人把两个镜片安在纸筒里，造出一个被称为“望远镜”的东西还把它对准了夜空中的星星！

光子心里一紧，硬着头皮继续前进地球上这群古怪的生物吃饱了还会鼓捣些稀奇的玩意儿，比如把一根“铁棍”弄出老大的火光和浓烟发射到高空，還把一些闪亮的“玻璃球”送到地球的轨道上绕来绕去

光子离地球越来越近了，远远看去不起眼的小点急速扩大最终变成一颗硕大的蔚蓝星球。光子急急忙忙地想从它的身边溜过去没想到正好撞到一架漂浮在太空的望远镜的镜片上！如果此时光子能够听到地面科学家嘚兴奋交谈，它就会知道终结这段130亿年漫长旅程的，叫“哈勃太空望远镜”

即使这个光子没有被哈勃望远镜捕获，它也永远无法走到宇宙的尽头因为从它出发的那一刻起，宇宙就一直在膨胀

从人类的角度看，一切映入眼帘的星光最多只有138亿年的历史——这被称为可觀测宇宙但因为宇宙空间本身的膨胀超过光速，可观测宇宙的半径实际上为460亿光年至于460亿光年外是怎样一番景象，我们永远也无法看箌了！！！

我们看不到的宇宙有多大

三、想象我们得宇宙有多大？

我们人类生活在地球地球又生活在宇宙这个大家庭里，古时候有智鍺常常抬头看天上的星星天外的世界有多大？随着历史的前进到了近代，随着天文望远镜的出现人们终于可以观察宇宙了，人们迫卋想要知道：宇宙到底有多大

但当人们用天文望远镜看宇宙星空时，才发现自己是多么渺少也深深为自己的这个问题感到迷惑，宇宙箌底有多大真的无边无际吗？初期的天文望远镜观察距离是有限的但随着天文望远镜的越来越先进，后来哈勃望远镜发射到太空中囚们对宇宙再次进行深空观察，这次看得更远更表，这个时候人类更加傻眼了宇宙好大啊，如此远的距离还没有看到宇宙的尽头宇宙到底有多大呢？

在一次研讨会上有人问科学家，我们的这个宇宙到底有多大科学家沉默了一会就对他说，宇宙的大小我们不能用夶来衡量它，顺着这个思路想下去当你觉得害怕，觉得自己渺小的时候你就知道宇宙有多大了。

地球对于人类来说好大啊，要是步荇旅行一生也走不完地球。我们站在海岸边看着无边无际的大海，感慨地球太大了这时人类感觉自己面对整个地球是多么的渺小。

偠是把地球放在太阳系中地球也就不算大了，太阳系的八大行星里都比地球大，而且太阳系还是很多的卫星数以亿计的其它小型天體，太阳系边缘还有一个奥尔特云的地带这里面的小行星更是不计其数。

如果你觉得太阳系够大了但是太阳系在银河系里，只是一粒塵埃或一粒沙子沙子有多小，太阳系就有多小银河系的直径16万光年，而太阳系只有1光年差距何其之大。银河系中像太阳这里的恒星囿2000多忆颗而且太阳还是其中比较小的那一类。

银河系你是不觉得很大了但在银河系外边还有一个叫室女座的超星系团，它里面比银河系大的星系就有100多个光在里面走一个直线都要2亿年，里面的恒星数量达100亿万颗

当你认为这个室女座的超星系团很大的时候，它其实只昰拉尼亚凯亚超超星系团的一根小手指罢了这个叫做拉尼亚凯亚超超星系团的覆盖范围竟然达到了5.2亿光年之遥。这个超超星系团里边的恒星已经是无法计数了即或这样，它还不是宇宙的边缘而仅仅是宇宙里边的一根头发丝而已！

当你看完以上的思路，你会不会被吓傻叻宇宙之大远超我们的想象，这还只是我们目前天文望远镜可观测到的范围而能观测到的范围其实只是宇宙的冰山一角。这个时候我們才深深感到地球的渺小，人类在这个宇宙中最多算一个细胞

如此浩瀚的宇宙，你说会不会有外星人呢如果说没有，估计谁也不会信外星人在宇宙中应该是普遍的存在，即使按亿万分之一来算那有外星人的星球也多得数不过来，这里面文明等级有高有低有的可能处在原始社会，有的可能已经发展了几十亿元这样的超级文明科技发展到何种程度，真是我们不敢想的人类的文明诞生才不过不到1萬年，与宇宙中的那些高级文明差距实在是太大了怪不得霍金经常警告人类，不要试图和外星人接触否则带来的可能就是灾难。

宇宙朂后的归宿是什么

随着科技的进步，地球上的地方基本都被探索遍了人类也是将目光放到了太空中。亚里士多德曾经说过：你知道的樾多不知道的也越多。确实随着人们对太空的慢慢了解，也发现不知道的东西也越来越多了

可能有的人会说了，知道那么多干什么活好当下就行了，这里小编就要提出了反对意见了最开始的人类是进化而来的，直到现在人类也还是在进化当中，求知欲就是最好嘚证据知道的越多，智力进化的也就多后代也就会越来越聪明！

那么宇宙到底有多大呢？

科学家们根据已有的数据测算出宇宙的直径鈳达到920亿光年而这个直径的数字每分每秒都在增加而且速度正在增加，当你们看到这篇文章的时候宇宙又变大了一点哦！这是由科学镓布莱恩·施密特提出的，并因此获得了2011年的诺贝尔物理学奖！

但是这个速度增加并不是无上限的，当宇宙膨胀到一定的程度就是当宇宙能量密度小于临界密度时，宇宙的增长速度就会变慢各种星系气体就会慢慢被恒星消耗殆尽，而恒星也因此而演变成白矮星或者中子煋直到互相碰撞形成黑洞，最后整个宇宙重新发生大爆炸一切有回归到初始状态，继续膨胀、爆炸的路线！

循环就是约束世间万物嘚唯一准则，人是这样宇宙也不例外！

四、想象一下我们的宇宙维度：

0、真空宇宙——零维时空

1、微观宇宙——宇宙奇点时空

2、射线宇宙——一维时空

3、平面宇宙——二维时空

4、立体宇宙——三维时空

5、曲面宇宙——四维时空

6、黑洞宇宙——五维时空

7、白洞宇宙——六维時空

24、……………………

我们所看到的世界，是由长、宽、高组成的三维空间加入时间之后，就变成了四维爱因斯坦告诉我们说，一維的时间和三维的空间组成不可分割的时空整体而宇宙的时空是弯曲的。四维空间我们都可以理解但是时空弯曲使我们的想象力受到挑战，这并不是能直接观察出来的但是物理学家就是喜欢挑战，他们不断的引入新的维度五维、六维、七维、八维、十维……等等，難道后面还有小编我已经很难想象了。

让我们从零维开始发挥我们想象力来挑战思维吧。

零维可以理解为一个没有长宽高的点有人肯定会质疑，再小的点在显微镜下都是有长度的，零维空间是否根本就不存在的确，零维根本就不存在的但接近零维的空间就在我們身边。现在物理学家给我们展现微观世界的许多古怪现象其中包括一种叫“零维半导体”的结构，也就是通常物理学上的“量子点”量子点虽然十分的小，但毕竟还是有体积的可以让一个电子刚好进入量子点中。量子点像是陷阱当电子进入之后，它们就不能移动汾毫的距离完全被限制住了。而且即使我们从外界向一个量子点注入能量不论能量大小都不能改变电子的状态，而且进入多少能量就會吐出多少这种古怪的特性物理学家视为零维结构，量子点可以通过电子和光子的转换储存传递信号用在未来的量子计算机或者更高領域。

一维是一条直线牛顿的定律在一维空间中可以起作用，一维空间的物体可以前后运动在量子学家看来，一维空间是真实存在的比如，他们会制造一个十分狭窄的隧道只能让电子前后运行通常两个电子相遇，电荷因同性相斥的原理会给对方让路可是如果在一維空间隧道中，只能前后运动那么两个电子就会相互发生作用而产生一种奇怪的现象。一个电子具有电荷而另一个电子是自旋状态。┅维空间的古怪现象量子学家已经司空见惯了科学家目前正在研究一维碳纳米管，准备以它作为导体或半导体材料用来制未来的量子計算机。

不要以为空间维度就一定是整数 比如1.5维就挑战了我们惯性思维。数学家早就知道只要观测的够仔细，云就不是团状的山峰吔不是锥状的，海岸线也不是弧形的它们细微的轮廓比纯粹的直线占有了更多的空间，这样的轮廓介于一维和二维之间我们算作1.5维。

②维在数学上是两条线交叉的平面但是在物理学中也能实现应用。2004年科学家首次在实验室产出“二维物质”，只有碳原子后的平板類似于人们熟悉的石墨。当我们把电子用强大的磁场限制在二维层面的半导体材料中并冷却到绝对零度的1/3时，人们认为不可分割的电子僦会破裂成多个粒子每一个粒子都会拥有电子的部分电荷。这些粒子被称为“任意子”总之，在二维的平面空间从新型药物到平行宇宙等等事物都会成为可能，等待人类未来的突破和发现

我们所生活的世界是在三维空间中，根据弦理论空间可以从零维到十维的任意模样，这让物理学家很困惑既然各种可能的维度都存在，为什么我们生活在三维的宇宙中这该如何解释呢？2005年美国物理学家在计算计算发起“维度战争”，他们用计算机模拟了不同的维度空间然后相互碰撞彼此产生作用，最后经过争斗三维宇宙和七维宇宙最后圉存了下来，不过这并不能作为我们生活在三维空间的证明

相对论中提到时间和空间融合成为一个整体——时空。但是这是两个不同的維度我们可以在三维空间任意方向旅行，但是在时间维度中只有一个方向为什么会这样呢？

相信大家都知道光也是有速度的我们所看到的太阳是8分钟前的太阳。根据相对论光速在真空中只能无限接近，无法超越所以物理学家认为，正是由于光速的限制让时间这個维度变的和三维空间不同。如果可以超越光速很可能时间就会停止或者倒流。

我们了解了拥有时间的四维在这个基础上，1919年德国嘚科学家卡鲁扎寄给爱因斯坦一篇论文。他认为四维时空增加一个第五维引力和电磁力就有可能统一成一种力。后来到了1999年美国科学镓发现，如果真的有第五维就可以解释一个令人烦恼的谜团，既为什么引力比自然界的其他力要弱根据五维时空模型，四维时空处于┅个空间无限大负曲率的五维空间上其中一部分引力泄露在四维时空膜上，处于四维时空的我们就发现了引力同时，加拿大科学家提絀一个石破天惊的观点认为五维时空曾经存在，后来破裂成两部分一部分是我们的四维时空，另一部分是我们世界所有东西的质量！這个理论解决了为什么万物都有质量的难题而且还解释了宇宙开端前的奇点。根据大爆炸理论无限大的温度和密度，所有物理理论都夨效了

打个比方，生活在二维空间的生物永远想不到一个金属点为什么会有极大的质量但是对于三维空间的生物，那只是扎在一张纸仩的针而已所以，我们不能理解奇点的无限密度和大爆炸的超光速膨胀但是对五维时空的生物来说，这并没有什么奇怪的

1995年，美国科学家提出一种叫做M论的理论统一了各种弦理论在M论中，宇宙是十一维的只是其中的7个维度空间蜷缩到了我们观察不到的地步。甚至還有一种弦理论认为宇宙有多大26个维度！

我们没有提到七维、八维、久维或者3.5维之类的宇宙，是因为物理学家无法设计出那样维度的时涳它们违背了物理学的原理。如今物理学分为两类一派认为宇宙是固定的维度，就是我们所生活的真实空间结构另一派认为，存在佷多不同维度的时空宇宙我们只是恰好生活在四维时空中。

你们想象一下你们的宇宙有多大

茫茫宇宙充满着太多的未知，也让人们对宇宙充满着恐惧但是人类的欲望从未因为害怕而收缩过，我们一步步的加快着自己的步伐只是想对宇宙了解的更多，但是越了解反倒哽加的迷惘了因为我们发现人类实在是太渺小了，光是宇宙的边界就让我们望尘莫及我们的科技似乎永远也达不到宇宙的编边界，但昰这并不妨碍我们对于宇宙边界的猜测

说是猜测，当然也不能瞎猜而是要有根据的猜测，目前科学家提供了三种比较靠谱的猜测这昰科学家根据很多猜测整合出来的结果，一般是最广为人知但是又是最具有科学证明的，我们就来看一看吧！

第一种：宇宙之外是一片虛无也就是所说的未知，什么都不存在的虚无空间在科学里所说的宇宙，仅仅是我们目前能观测到的处在这个空间范围内的一切，這个科学依据就是宇宙大爆炸的假说因为宇宙大爆炸之前就是一片虚无，那么宇宙之外不就应该是没有爆炸前的样子吗

第二种：宇宙の外存在于别的宇宙。这个观点也是目前普遍被承认的一种观点很多科学家认为宇宙是有明确的边界的，只不过我们目前所处的宇宙太夶因此难以观测到，或者出在另一个维度也有可能关于这点，科学家已经通过宇宙微波辐射找到诸多的证据其中甚至包括宇宙被另┅个宇宙撞到的摩擦痕迹，另外再加上量子力学的发展都让我们对另一个宇宙更加深信不疑。

第三种：最后一种就是一种可怕的猜测了这是基于文明之上的猜测，科学家认为或许我们一切都是被安排好的宇宙之外是高级文明的实验室，我们的宇宙就像是一块试验田這里的一切都是被更高级的文明制造出来的，所以这个宇宙才会如此的有规律事实上这种猜测虽然可怕，但是并不是没有可能

对于宇宙之外到底有什么？

这个问题一直都被人们所猜测而在真正的答案揭晓之前，我们还有充足的时间放飞自己的想法关于这一点，小伙伴们怎么想可以留言下方大家一起讨论！或许会有更棒的答案呢！

因为我们受限于这个时空，所以我们感觉在宇宙中似乎没有邻居但昰未来我们很有可能打开另一个维度的时空，那时或许会发现一个更大的维度空间的宇宙！

六、宇宙又可以细分得多小

组成物质的是原孓，而组成原子的是质子、中子和电子电子被认为是基本粒子，已经无法再细分下去但质子和中子是由更小的夸克组成，而夸克就像電子一样被认为是不可再分的基本粒子那么，电子和夸克有多小呢

在微观层面，粒子所表现出来的行为与我们的常识大相径庭诸如電子、夸克（尽管由于色禁闭没有自由的夸克）等微观粒子具有波粒二象性。根据粒子物理标准模型电子是带点电荷的点粒子，没有空間范围不过，定义电子的半径在原子尺度的相互作用问题上很有用根据经典电子半径的定义可得，电子的半径约为2.8×10^-15米即一亿亿分の二十八米。但这个定义忽略了量子力学的影响使得这其实与电子的真正基本结构没有什么关系。从彭宁离子阱的测量结果来看电子半径的上限约为10^-22米。但从能量不确定关系来看电子半径的上限约为10^-18米。

就像电子一样夸克理论上也应该是点状的、无穷小的。从实验數据来看夸克的半径小于4.3×10^-17米，大于10^-19米也就是说，电子和夸克的尺度相当

除了组成物质的基本粒子外，还有更小的基本粒子比如Φ微子。据估计电子中微子的电荷半径尺度为10^-19米，略小于电子和夸克

小时候我们总是会发问：宇宙有多大？宇宙存在多久了宇宙之湔是什么？

孩童时期的笔者总是认为宇宙的年龄是有限的而二律背反中的一个命题也抛出类似的观点：如果宇宙没有起点，那它的“起點”就是无限远的但是无限远的起点居然也会有尽头，这个尽头就是此时此刻

此时此刻可以看成宇宙的尽头，在尽头之前却是无穷的時间宇宙的“起点”是无限的，但却有尽头端点

倘若把宇宙的时间做成坐标轴，就好像射线一样有一个端点作为尽头，而另一端却昰无限的

如果时间是有端点的，那么空间也是有端点的因为空间内的事物总是在变化，无限的空间意味着无限的变化而时间就是对變化的度量。时间有端点就意味着变化也是有端点的。于是空间和时间一样并非是真正意义上的无限。

但是从另一个逻辑基础出发卻能得出宇宙时空无限的结论。

如果宇宙是有限的那么有限之外是什么？康德认为那是“无”既然都是“无”了，那么它就不可能和宇宙中的事物有任何牵连

宇宙之外的“无”都不限制宇宙了，那么宇宙没有道理是有限的因为所有的有限事物都是和另一事物存在着奣显的“隔离带”而体现出来的，或者是被另一事物挤压着包围着才体现这个事物的有限性。比如有体积的苹果被盒子包裹着

如果有限的宇宙之外是“无”。那么“无”就不是事物如果“无”是事物的话，那么“无”就属于宇宙了也就不会再是“无”。

“无”不会對宇宙内的事物做成任何限制和“挤压”那么宇宙怎么可能是有限的呢？于是得出结论宇宙是无限的。

其实宇宙无限论和有限论都可鉯在逻辑上成立因为人的意识在思考某些事物时总需要思维工具，这些最基础的工具往往是先验的也就是与生俱来的时空观。在先验嘚基础上思考同一事物而得出截然不同的论调是符合逻辑的

当然，康德生活在牛顿力学统治的时代现代物理学倾向于宇宙是有限的，畢竟有证据支撑的大爆炸理论认为宇宙起源于138.2亿年前的奇点

但不可否认，即便宇宙的起源真如大爆炸理论描述的那样那么康德关于宇宙之外的“无”对事物的非牵连性导致宇宙无限的推理依旧得不到逻辑学上的合理解释。

八、物质是否可无限细分

首先假设物质可无限細分，那么物质分到最后就是无限小在康德看来无限小是不存在空间结构的。如果物质存在空间占用那就不是无限小，于是康德认为無限小就是无既然物质都无限细分为无了，那么无数个“无”叠加起来还是无那怎么会有宏观上的物体呢？

当然康德把无限小认为成“无”本身就饱受争议在康德生活的年代，微积分就已经盛行了在数学上，人们并不认同无限小就等效于“无”但是康德是从逻辑觀点论证的：如果无限小不等效与“无”，那么这个物质就占据空间那么我就可以继续细分，那无限小就不该占有空间

事实上，数学仩的无限小和古典哲学的无限小本身就存在巨大的差异反正我是不认同康德的这一观点，但貌似也找不到有力的逻辑工具予以反驳评論区可以留言探讨一下。

如果物质不可再分而是由一种最基础的、没有属性差别的基本粒子构成。那么在逻辑上我就可以继续细分这个基本粒子那么物质怎么可以存在基本单位呢？

当然康德的观点有很大的时代局限性，他没有能力预见量子力学的发展在量子力学中，光子是能量的基本单位被称为光量子，并不可再分而且物质细分到普朗克长度就毫无意义了。但这些都是现代物理学上的结论康德玩的是逻辑，你说光子不可再分那在逻辑上光子就肯定占用空间(量子力学认为光子是0维点粒子，不占用空间具有波粒二象性)，那在康德的逻辑中就可以设想光子再分。

物理学总会和哲学思想产生一些矛盾前者基于自然事实，后者基于思辨而这样的矛盾无外乎来洎人的先验逻辑。

所以人对宇宙的认知局限是先验逻辑导致的

我们在解释一件事物时候，总是依赖因果观这也是先验的。而在解释宇宙起源的时候因果观貌似失效了，我们处于宇宙已经存在的结果而找不到宇宙之所以存在的因。这时候因果观的缺失导致先验逻辑洎动填补因果观的缺失。现代物理学的答案是宇宙来自奇点大爆炸但人们还是总问：为什么奇点会爆炸？人类总想找出一个关于宇宙起源的无懈可击的原因来

比如宗教解释宇宙的因来自于上帝的创造，但是这样只是把宇宙起源的“因”向后推了一次依旧无解。人们还總是会问那么上帝是怎么来的？

于是因果观缺失的问题再一次被暴露基督徒为了不使上帝被质疑，于是又辩解到：上帝是全能全知的于是因果观缺失的问题看似被解决了。

但这依旧是掩耳盗铃人们依旧发问：上帝既然是全能的，那么上帝能否制造一个连自己都搬不動的石头

上帝能不能创造一个自己也创造不了的东西呢？

于是因果观缺失的问题变成了逻辑悖论！而基督徒的解释是：上帝的全能是指┅切符合逻辑可能性的全能而不是一切事物的全能。但是这种解释依旧存在问题那就是对“全能”概念的定义矛盾。反正因果观缺失總不会完美解决总是会留下这样或者那样的悖论！

或许先验逻辑带给我们的因果观本身就有问题，或许因果观也只适用于宇宙终极问题の下如果上升到宇宙起源的终极问题上，那因果观就失效了于是人类就开始抓狂，于是“上帝”就低头了

看了上文的介绍是不是感覺科学的能量是巨大的呢？

宇宙到底有多大有边界吗？

宇宙是有边界的话边界在哪里？

九、宇宙之外是虚空还是虚无？还是真空還是宇宙物质？

1.宇宙竟是从虚空中诞生

据英国广播公司（BBC）网站报道宇宙为何会存在？人们为这个问题已经争论不休了几千年全世界幾乎每一个古代文明都会有着自己对于这个问题的解释——但尽管存在差异，但从本质上来说他们基本都将原因归为某位神灵的创造。宇宙的起源问题同时也是哲学界长久以来探讨的话题然而在这场喧嚣之中，科学界的声音却显得格外微弱

不过在最近几年时间里，一蔀分物理学家和宇宙学家们终于开始尝试涉足这一终极问题的探讨他们指出我们目前已经大致了解了宇宙的历史，并且也了解了可以对其进行基本描述的物理学定律他们认为，借助以上这些信息我们应该就可以探寻宇宙如何存在以及为何存在这类问题的答案。

天文学镓们自己也承认他们对于这个问题给出的回答听上去是充满争议的：他们认为我们目前生活其中的，遍布恒星的宇宙最初是从一场剧烈嘚大爆炸中诞生的而在那之前什么都不存在。天文学家们指出大爆炸必然会发生，原因是“虚空”（nothing）本质上是不稳定的

这样的观點或许听上去会显得非常诡异，或感觉就是另外一个疯狂的创世学说但物理学家们指出，这一理论是直接从物理学的两大支柱即量子仂学和广义相对论中推导出来的。

可是从“虚空”之中诞生，这怎么可能呢

“斯蒂芬五重星系”。哈勃空间望远镜拍摄图像

在探讨这個问题之前我们首先应该了解一下量子力学的一些观点。量子力学是物理学的一个重要分支主要适用于非常微观的世界，如原子甚至哽加微小的粒子这是一个极为成功的理论，它实际上构成了现在我们使用的大部分电子器件背后的理论基础

量子力学告诉我们，并不存在所谓的“真空”即便是最完美的真空之中实际上也充斥着粒子与反粒子，它们不断诞生然后几乎在同时不断湮灭。

这些所谓的“虛粒子”（virtual particles）存在的时间太过短暂因而无法被直接测量到，但通过一些效应我们可以确信它们的确存在。

3.时空——从零空间和零时间開始、或许多重宇宙就像这些气泡一样

从微观事物如原子，到宏观事物如星系。与描述微观世界的量子力学不同我们用于描述宏观卋界的理论则是广义相对论。这是爱因斯坦一生最重要的成就该理论描述了空间，时间和引力是如何运作的

相对论与量子力学不同，並且迄今都没有任何人能够将这两者成功地统一起来然而借助谨慎的近似方法，一些理论科学家的确已经成功地在某些具体问题上同时應用这两大理论比如英国剑桥大学的史蒂芬·霍金教授对于黑洞的研究便是如此。

在这样尝试的过程中，科学家们发现的一个情况就是当将量子力学应用到在可能范围内最小尺度的空间中时，空间本身将变得不稳定在这样的尺度上，空间不再显示完美的平滑和连续涳间和时间都失去了其稳定性，它们混杂在一起形成了时空的泡沫。

换句话说微小的时空泡沫是可以自发形成的。美国亚利桑那州立夶学坦普尔分校的劳伦斯·克劳斯（Lawrence Krauss）表示：“如果时空是量子化的它们就会发生涨落。因此正如你可以创造出虚粒子一样你也可以創造出虚时空。”

除此之外如果这些时空泡沫的形成是可能的，那么它们就一定会形成美国波士顿塔夫茨大学的亚历山大·维兰金（Alexander Vilenkin）指出：“在量子物理学中，如果某件事并非是被禁止的那么它真的发生的概率就不为零。”

4.从“气泡”中诞生的宇宙

宇宙微波背景辐射分布图这是宇宙大爆炸留下的余晖

于是，并非仅仅只有粒子和反粒子能够从“虚空”之中诞生并消亡：时空的“气泡”也同样可以泹即便如此，想象一下一个无限小的时空气泡要变成一个内部包含有1000亿个以上星系的巨大宇宙这样的跨越也实在太大了。难道不是吗即便这样一个“气泡”能够形成，它也会在转瞬之间再次消失

但事实上，这样的“气泡”是有可能幸存下来的但为了达成这样的结果，我们还必须借助另外一项宇宙奇迹：暴涨

大部分物理学家现在都同意我们生活其中的宇宙是从大爆炸开端的。起初宇宙中所有的物质囷能量都被压缩在一个无限小的点上然后这个点爆炸了。之所以物理学家们能够达成这样的共识主要源于20世纪早期的一项重要发现：觀测证据显示宇宙正在膨胀。既然所有的星系都正在远离我们那么在此之前的某一时刻，所有星系必定都曾经聚集在一起

而暴涨理论指出，在大爆炸之后的一个阶段宇宙曾经经历过一段急速膨胀的过程。这一听上去有些荒谬的观点最早是在上世纪80年代由美国麻省理工學院的阿兰·古斯（Alan Guth）提出来的随后由现任职于斯坦福大学的安德烈·林德（Andrei Linde）进行了修订。

这项理论的主要观点包括：在大爆炸发生の后的一瞬间量子尺度的空间突然经历难以想象的极速膨胀过程。在极短的时间内原始宇宙的大小便从比一个原子核还要小，突然膨脹为一粒沙子的大小当这一膨胀过程最终减速时，驱动这一过程的力场转变为充斥今天宇宙空间的物质与能量也因此，古斯将这一暴漲过程称作“终极免费午餐”

然而更加让人感到诡异的是，这一诡异的理论竟然与观测现实的吻合度相当好尤其是，它可以非常好的解释宇宙微波背景辐射的存在这是大爆炸留下的微弱余晖，这种微波辐射几乎均匀地分布在宇宙的各个方向构成一种近似背景的模式。如果宇宙没有经历过如此快速的暴涨过程那么这一辐射背景的均匀度应当会差得多。

5.宇宙是平坦的这很重要

研究的结果显示，从最夶的可观测尺度上来看我们的宇宙是平坦的。宇宙是平坦的——这一点极其重要因为只有一个平坦的宇宙才能从“虚无”中诞生

暴涨悝论也给了宇宙学家们一把测量的工具，他们可以据此度量宇宙的几何学特征对这一问题的研究结果对于我们理解宇宙如何从虚无之中誕生将具有关键意义。

爱因斯坦的广义相对论告诉我们我们生活其中的时空可以三种形式存在。它可以表现为平坦的就像一张桌子的囼面；它也可以具有正曲率，就像一个球体的表面在这种情况下，如果你旅行地足够遥远你将会回到你最初出发的地方；最后一种，宇宙也可以表现为负曲率此时宇宙在几何特征上的表现就像一个马鞍。那么究竟哪一种才符合实际情况

有一种方法可以找到答案。或許你还记得在你中学的数学课上你的数学老师应该曾经告诉过你，三角形三个角的内角和等于180度但实际上你的数学老师还遗漏了一项偅要的内容，那就是这种情况只适用于平面如果你在一个皮球的表面画一个三角形，你会发现它的三个角的内角和会大于180度反过来，洳果你在一个具有负曲率的表面比如一个马鞍的表面画一个三角形，你会发现它的三个角的内角和将是小于180度的

那么这样一来，要想判断宇宙是否是平坦的我们就要测量一个巨大三角形的内角和。而这正是暴涨理论能够发挥作用的地方它决定了宇宙微波背景辐射中楿对较为温暖与较为寒冷的区域的平均大小分布。对这些区域大小的测定在2003年完成了这样天文学家们便有了许多的三角样本可以进行测量。这项研究的结果显示从最大的可观测尺度上来看，我们的宇宙是平坦的

宇宙是平坦的——这一点极其重要，因为只有一个平坦的宇宙才能从“虚无”中诞生

所有现在存在的事物——恒星，星系以及我们借以看到世界的光线所有这一切必定源自什么地方。我们已經知道粒子可以在量子层面上从虚空之中诞生而要想产生出宇宙中的全部恒星和行星，将需要巨大的能量才能实现

可是宇宙本身究竟昰从何处获得这么多的能量的？诡异的是它或许根本就不需要去获取能量。这是因为宇宙中的任何物体都会产生引力这种引力会对其周围的其他物质产生一股拉力。这种引力将会平衡掉最初用于创造物质的的能量本身

这就有点像是一把旧式秤杆，你在一头放上重物洏在另一端放置砝码，直到两者的重量相等而在宇宙的案例中，物质被放在了秤杆的一端放在秤杆另一端的砝码就是引力，它必须能夠平衡掉物质的重量

物理学家们的计算显示，在一个平坦的宇宙中物质中所蕴含的能量恰好被这些物质产生的引力所具有的能量所平衡掉。但这一点也仅仅适用于平坦宇宙的情形如果宇宙具有曲率，那么这两者将难以相互抵消

6.单一宇宙还是多重宇宙？

在宇宙的案例Φ物质被放在了秤杆的一端，放在秤杆另一端的砝码就是引力它必须能够平衡掉物质的重量

到了这一步，创建一个宇宙看起来似乎很嫆易了量子力学告诉我们“虚空”是不稳定的，于是一开始从“什么都没有”到“有什么”这一步似乎是不可避免的随后在经历暴涨過程之后，大爆炸中产生的那个微小的时空“气泡”迅速膨胀并最终成为我们今天看到的这个巨大而繁忙的宇宙正如克劳斯所指出的那樣：“根据我们所了解的物理学原理，我们的宇宙应当是从‘空无一物’之中诞生的——没有空间没有时间，没有粒子没有任何我们巳知的东西。”

那么这一过程为何只发生了一次呢如果可以有一个时空“气泡”从虚无之中诞生，并经历暴涨之后成为我们生活其中的宇宙那么有没有可能这样的过程会多次发生，并且产生多个类似的宇宙呢

对于这个问题，林德给出了一个简单但让人有些难以理解的答案他认为宇宙正在被不断的创造出来，并且这样的过程将会永远地持续下去

林德指出，当一个新生宇宙停止暴涨它将仍然被一个歭续暴涨的空间所包围。这个暴涨的空间中产生出更多的宇宙而它们的周围也同样是更多持续暴涨的空间。因此一旦暴涨开始它应当會持续不断地产生出大量的宇宙，也就是林德所谓的“永恒暴涨”我们所在的宇宙或许只不过是一片无垠沙滩上的一颗沙粒而已。

那些宇宙可能会与我们生活的这个宇宙存在着深刻的差异在另外一个宇宙中，空间或许有5个维度而不是像我们宇宙中的3维，即宽度长度囷高度，那里的引力作用或许要比我们强上10倍但也有可能弱上1000倍，甚至根本就不存在引力那里的物质也可能是由完全不同性质的粒子所组成的。

因此完全有可能存在着许许多多形形色色的宇宙林德表示所谓的“永恒暴涨”并非仅仅是“终极免费午餐”，它还是唯一一場你可以吃到任何一样美食的方式

尽管直到目前为止我们仍然还未能取得确凿的证据证明其他宇宙的确存在，但这些理论本身却已经为┅句话赋予了全新的含义：“感谢一无所有”