很多人聊宇宙边界,会直接拿 930 亿光年这个数字当作整个宇宙的大小。这个数值对应的是可观测宇宙的直径,只是人类能够接收到光信号的范围。就好比人站在海面,视线抵达的地平线,不等于整片海洋的全部范围。

可观测宇宙的尺度来自一套观测推演。宇宙诞生距今 138 亿年,光理论上最多拥有 138 亿年的传播时长。但宇宙空间处在持续膨胀状态,那些最早发光的天体,如今和地球的实际距离已经拉开到 465 亿光年,把双向距离相加,就得到 930 亿光年这个直径。在这个球体边界之外,还有大片区域发出的光线永远赶不上空间膨胀的速度,信号永远抵达不了地球,人类没有办法直接看到那部分空间。
对于完整宇宙的实际大小,科学界留存两套主流推测。第一种为有限无界,类比地球表面,在球面不停行进,碰不到实体的边线,行进轨迹绕完一圈还会回到出发位置。放到宇宙模型里,空间相当于四维超球面,身处三维世界的人类找不到物理边界。第二种推测指向无限宇宙,空间没有上限,持续向外延展。

宇宙在定义上,囊括全部的空间、时间、物质与能量。提出 “宇宙外面是什么”,相当于去寻找全部空间之外的空间,全部时间之外的时间,这里会形成逻辑层面的矛盾。
日常感知的黑暗,不等于完全意义上的虚无。关闭灯光的密闭房间,视野陷入黑暗,本质只是缺少光子射入眼睛。房间内部的空间框架依旧保留,时间照常流动,物理规则正常生效,伸手可以触碰墙体,也能感知时间一分一秒流逝,这些都属于存在的表现形式。
理论推演里宇宙外侧的状态,和房间的黑暗完全不一样。假设可以抵达宇宙的边缘位置,不会出现另一片黑暗空间。大爆炸发生之后,空间维度才随之生成,宇宙外侧不存在前后、上下、左右,没有距离概念,不存在可以落脚、移动的位置。
时间同样伴随大爆炸一同出现。宇宙外侧没有时间轴,不会产生过去、当下、未来的区分,不存在等待、流逝这类现象。这也是大爆炸相关研究里提到,大爆炸之前不存在时间的依据,并非时间静止,而是时间本身没有出现。
这片理论上的区域,不存在原子、光子、暗物质与暗能量。就连量子真空也不会出现。量子真空看上去空无一物,但内部持续发生量子涨落,虚粒子成对生成又快速湮灭,依旧属于存在的一种形式。宇宙外侧的虚无,连这类量子活动都不会发生。
我们熟知的四大基础作用力,光速、普朗克常数这一类物理常数,全部建立在本宇宙的时空体系之上。放到这套虚无场景,物理规则不再生效,质量、电荷、能量守恒全部失去参照。数学运算同样失去依托,1 加 1 的运算逻辑,也找不到运行的基础。

人类没有手段去证实或者推翻这套猜想。不管望远镜还是空间探测器,开展观测工作,必须依托时间、空间、物质作为基础。虚无区域没有光线用来反射成像,也没有空间安放探测设备。人脑的思维同样受限,大脑演化于三维空间加一维时间的环境,所有想象素材都来源于现实世界的已有事物,黑暗、真空依旧属于现实范畴,真正的虚无没有办法在脑海形成画面。
勒梅特 1927 年提出宇宙大爆炸假说,后续哈勃红移、宇宙微波背景辐射,为这套理论提供观测支撑。模型描述,138 亿年前一切从奇点开始,奇点拥有无限小体积,同时具备无限高的密度与温度。爆炸发生的瞬间,时空、物质、能量同步出现。大爆炸之前的状态,和推演的宇宙外侧状态可以对应。
气球表面的蚂蚁是很常用的类比。蚂蚁只能感知二维球面,它在球面四处爬行,接触不到气球外部的三维空间。人类身处三维时空,也很难跳出这套框架去想象宇宙之外。
广义相对论把时空描述成会被物质、能量弯折的结构,类似一层动态的皮肤。按照这套理论,时空属于自我闭合的系统,不会存在物理边界。一旦设置边界,边界位置时空曲率会走向无穷大,已知物理定律会直接失效。霍金与彭罗斯的奇点定理,同样基于广义相对论推导,得出宇宙起源于奇点,不存在之前与之外的结论。
平行宇宙、高维空间、镜像宇宙,网络上流传不少这类构想,用来解释宇宙之外。这些构想都需要额外增设不少前提条件。奥卡姆剃刀的思路提倡,没有观测证据支撑的前提下,尽量少新增假设。宇宙之外归于绝对虚无,不需要额外叠加设定,契合现有物理模型。
所有思考都要认清一个现实,人类的语言、逻辑,全部诞生于本宇宙的时空之内。对于这套虚无,我们只能依靠数学和逻辑做推演,没有办法完成具象描述。相关猜想始终停留在理论层面,没有任何实测证据可以给出最终答案。