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宇宙的尽头是什么?三种情况都指向了同一个结果!
宇宙有多大?宇宙存在了多久?宇宙的尽头是什么?这些重大问题一直困扰着人类。但是随着现代天文学的不断发展,这些问题已经得到了初步的回答。
根据宇宙学的标准模型,宇宙的存在时间不是无限的,而是138亿年左右。另一方面,哈勃体积的直径约为930亿光年。那么,这是否意味着465亿光年外就是宇宙的尽头?
答案是否定的,我们从任何方向观察地球,都只能看到465亿光年远的天体。但是哈勃体积的边缘只是我们目前能观察到的极限,而不是宇宙的边缘。因为宇宙的存在时间是有限的,光速也不是无限快,所以现在宇宙中还有一部分我们无法观测到,那里的光还没有足够的时间完成到地球的旅程。
目前,人类无法知道整个宇宙的确切大小,也不知道哈勃体积是否有限。如果宇宙是无限的,宇宙就不会有尽头的概念。如果宇宙是有限的,它可能没有尽头。至于宇宙是否有尽头,宇宙尽头之外是什么,要搞清楚宇宙的几何是什么样的。
宇宙的几何形状是由整个宇宙中的物质(普通物质和暗物质)和能量(光子、中微子辐射和暗能量)决定的,质量和能量的密度影响时空的曲率。根据弗里德曼方程,可以计算出临界密度。通过比较质量和能量的密度与临界密度,我们可以推断宇宙的形状。有三种可能性:
(1)如果宇宙质量密度小于临界密度,宇宙时空曲率小于0,那么整个宇宙的形状就是一个开放的双曲形状,未来宇宙将无限膨胀。
(2)如果宇宙质量密度等于临界密度,宇宙时空曲率等于0,整个宇宙是平的,空间无限延伸,未来宇宙将逐渐停止膨胀。
(3)如果宇宙的质量密度大于临界密度,宇宙时空曲率大于0,整个空间将被压缩成封闭状态,未来宇宙将由膨胀变为坍缩。
由此可见,无论宇宙是什么样的几何,都不存在宇宙终结的概念。在开放的宇宙中,宇宙没有尽头,是无限的。在一个封闭的宇宙中,宇宙没有尽头,但它是有限的。
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