宇宙有沒有邊界？

最新 06-09

這個問題是我在各種場合被問到的最多的問題，沒有之一。提問者的年齡從6歲的孩子到已經退休的老人家，各行各業的人基本上都有，但是很少有職業天文學家，而且基本上沒有從事宇宙研究的天文學家（我最後會分析一下這個原因，但是肯定不是因為他們確切知道這個問題的答案）。

在回答這個問題之前，首先我們得定義什麼是宇宙？一般來說，我們認為宇宙就是物質世界的總和。那麼在這種情況下，我如果回答宇宙有邊界，那麼你一定會接著問，邊界外面是什麼？答案是：邊界外面仍然是宇宙。你如果接著問，再往外呢？答案仍然是：再往外仍然是宇宙。所以我只能回答，宇宙沒有邊界。

但是這個回答你肯定不會滿意：沒有邊界不就意味著宇宙是無窮大了嗎？沒錯兒，愛因斯坦當年就是不相信宇宙是無限的，但是他也不認為宇宙有邊界，那怎麼辦？愛因斯坦當然不會被這個問題難住，他認為我們的宇宙是有限無界的！

什麼是有限無界？比如，一個螞蟻在一個很大的球面上，它無論如何也找不到這個球面的邊界，但是很顯然，這個球面是有限的，因為它是閉合的。同樣的道理，如果我們的宇宙是一個閉合的宇宙，我們就不可能找到宇宙的邊界，但是這個宇宙就是有限的。比如，有一個很漂亮的宇宙模型認為，我們的宇宙就是一個巨大的四維黑洞的三維視界面，當然就是有限無界的。

那麼我們的宇宙是閉合的嗎？這個問題就是科學研究可以回答的了：根據愛因斯坦的廣義相對論，如果能夠精確測量宇宙的平均密度（也包括宇宙的所有能量），那麼就可以確定我們的宇宙是否是閉合的。現在的觀測結果告訴我們，宇宙的平均密度極為接近能夠恰好讓宇宙閉合的密度，但是目前的精度既不能完全排除宇宙是閉合的，也不能確定宇宙就是開放（無限）的，只能等待未來更高精度的測量結果。

但是未來更高精度的測量結果也不一定就能夠徹底確定宇宙是閉合（有限）的還是開放（無限）的，因為任何測量都是有精度限制的（最終的限制來自量子力學的不確定性原理），很可能我們永遠都不能純粹從觀測的角度徹底確定宇宙的這個基本性質。

因此，儘管愛因斯坦不相信宇宙會是無限的，但是目前的科學研究並不能給出明確答案，這就是科學和哲學的區別。科學需要證據（實驗或者觀測），而哲學只需要理性思考。

至於為什麼絕大多數天文學家和幾乎所有研究宇宙的天文學家都不問宇宙有沒有邊界這個問題，答案就是：他們是科學家，科學家只相信科學給出的結果。其實，大部分天文學家都認為宇宙是無限的（當然沒有邊界），只有少部分天文學家認為宇宙是有限的（也沒有邊界），但是都不覺得這有什麼問題，還有很多天文學家根本不想這個問題（不信你問問你認識的天文學家）。因為很多科學家認為，科學的目的是發現規律和真相，至於為什麼？這不是科學能夠回答的。但是我本人不認同這個看法，我認為科學最終也應該能夠回答為什麼，只是現在還做不到！

文本轉載自「悟空問答」，僅代表作者觀點

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