小时候抬头看星星，总忍不住想：宇宙到底有多大？它有没有边缘？今年的1月28日，詹姆斯・韦伯空间望远镜又给我们带来了新的发现：它确认了一颗形成于宇宙大爆炸后仅 2.8 亿年的古老星系。

但这还远不是我们能观测到的极限。

当我们把视线投向更远的地方，星系会慢慢消失，可见光也会随之隐去，直到抵达一个望远镜也无法突破的边界。但那真的是宇宙的边缘吗？如果不是，那可观测宇宙之外，又是什么？

我们看到的 “边缘”, 不是宇宙的终点。

天文学家看向深空，其实也是在回望过去。韦伯望远镜的重要性，就在于它能捕捉到宇宙早期的光线。

那些古老星系的光芒，在宇宙还不是今天这个样子的时候，就已经踏上了前往地球的旅程.

一开始我们以为，只要造更强大的望远镜，看得更远，就能抵达宇宙的开端。但事实并非如此。

越过最早形成的星系，恒星会彻底消失。

再往前看，宇宙会变得越来越热、越来越密，变成一锅不透明的等离子体，光子无法自由穿行。直到宇宙大爆炸后约 38 万年，我们才会遇到一个特殊的节点 —— 宇宙微波背景。

宇宙微波背景是我们能直接观测到的最古老的光线，它从各个方向包围着我们，就像一层巨大的发光外壳。很多人以为这就是宇宙的边缘，但这其实是个误解. 宇宙微波背景不是宇宙的边缘，只是一层 “幕布”.

在这层幕布之前，宇宙的物质是由带电粒子组成的致密等离子体，光子根本无法自由穿行，会不断被散射。

所以宇宙微波背景只是挡住了宇宙早期的 “篇章”, 而非宇宙的终点。科学家正在寻找原始引力波等古老信号，试图揭开这层幕布之前的秘密。

可观测宇宙的边界，是永远看不到的因果线——但需要区分两种“边界”：我们此刻能看到多远，叫粒子视界；我们未来能联系到多远，叫事件视界。前者会随时间扩大，后者在加速膨胀的宇宙中是有限的。

宇宙年龄约 138 亿年，但我们今天能观测到的最遥远区域，距离我们约 460 亿光年。

这看起来很矛盾 —— 光怎么能在不到 140 亿年的时间里，跑完 460 亿光年的距离？答案在于宇宙本身在膨胀.

想象一下，一束光子在数十亿年前出发，当时星系之间的距离还很近。

但在光子飞行的过程中，空间本身在不断拉伸。当这束古老的光线最终抵达地球时，它的起源区域已经比出发时远得多了。所以今天的可观测宇宙，跨度约 930 亿光年.

更奇怪的是，可观测宇宙不是固定的空间位置，它取决于观察者所在的地方。

如果有一个遥远的文明，他们看向深空，会看到自己的可观测宇宙，里面包含着我们看不到的区域。

换个位置，这个可见的球体就会移动。所以没有一个通用的视角能看到宇宙的全部.

而最让人不安的，是宇宙膨胀正在加速。这意味着有一些极遥远的区域，被膨胀的空间以超过光速的速度带离我们，它们发出的光线永远也到不了地球。我们现在看到的这些星系，只是它们很久以前发出的光。它们未来的样子，可能永远不会被我们知晓. 宇宙中有些区域的信息，永远不会到达地球.

这不是因为我们的望远镜不够强大，也不是因为有尘埃遮挡。无论技术如何进步，都无法捕捉到那些永远不会到达的信息。等待一百万年也没用。宇宙中存在两类未知：一类是我们还没看到的，另一类是我们永远也看不到的。

宇宙的边缘，到底是什么？

可观测宇宙的跨度是 930 亿光年，但这可能远不是整个宇宙的大小。根据宇宙暴胀理论，宇宙在极早期经历过一段极速膨胀。我们今天能观测到的区域，可能只是一个更大空间里的微小斑块.

我们可以想象，从可观测宇宙向外 “放大”—— 一开始它填满整个屏幕，再往外，它变成一个圆圈，再往外，越来越小。

但宇宙学并没有告诉我们，这个 “放大” 的过程会在哪里停止。整个宇宙可能只比我们看到的大一点，也可能大到无法想象，甚至空间本身是无限延伸的.

我们能精确测量可观测宇宙的大小，但对整个宇宙的尺寸，还没有确定的答案。宇宙在最大尺度上看起来是平坦的，但一个平坦的宇宙既可能是无限的，也可能只是大到我们无法测量出曲率.

还有一种理论认为，我们的可观测区域可能不是唯一的。暴胀可能在其他区域继续，形成彼此分离的宇宙，也就是多元宇宙。但这目前只是理论，没有任何观测证据，不能当成确定的结论.

我们能确定的是，人类观测到的一切，都存在于一个可见的区域里。在宇宙的视界之外，宇宙可能只是继续延伸。

它到底有多大，是有限还是无限，有没有更奇怪的区域，这些都是未解之谜。

从望远镜发明开始，每一次技术进步都能拓展我们对宇宙的认知。我们曾以为，只要技术足够先进，就能看到宇宙的全部。

但现在我们发现，可观测宇宙有一个技术无法突破的边界。宇宙学最大的障碍可能不是距离，而是因果关系。 我们对宇宙的认知，永远受限于我们能接收到的信息。

信源：
宇宙的年龄只有138亿年，为什么直径会有930亿光年？宇宙距离简析——人民日报人民号——2020-04-30 01:37