談?wù)摼哂杏邢薮笮〉挠钪媪⒓磿?huì)使人聯(lián)想到邊界。如果我們走得足夠遠(yuǎn),會(huì)撞到一堵磚墻嗎?答案是否定的。宇宙具有數(shù)學(xué)家們所說(shuō)的“有限而無(wú)界”的性質(zhì)。一個(gè)有用的類比是一只在圓球上漫步的螞蟻。要是它在這個(gè)彎曲的表面上一直朝著一個(gè)方向前行,就永遠(yuǎn)也不會(huì)遇到障礙,能夠游蕩無(wú)窮的距離。所以雖然球的尺寸是有限的,但螞蟻覺察不出來(lái)。類似地,如果我們登上一艘無(wú)比先進(jìn)的飛船沿著直線航行,我們也永遠(yuǎn)不可能到達(dá)宇宙的邊界,但這并不意味著宇宙是無(wú)限的。隨后我們還會(huì)看到空間也可以被看作是彎曲的。
讓我們把自己限定在能夠做出科學(xué)回答的問(wèn)題上,即能夠通過(guò)和觀測(cè)結(jié)果對(duì)比來(lái)回答的問(wèn)題。我們可以確定地說(shuō)可觀測(cè)的宇宙(顧名思義,即發(fā)出的光線有可能到達(dá)我們的那部分宇宙)在尺寸上是有限的。因?yàn)槲覀兡壳白詈玫墓烙?jì)是宇宙的年齡為137億年,這樣可觀測(cè)宇宙的邊緣(從那里發(fā)出的光剛剛到達(dá)我們)離我們有137億光年遠(yuǎn),而且還在以每年1光年的速度擴(kuò)展。實(shí)際上后面還要談到為什么我們永遠(yuǎn)不可能看到這么遠(yuǎn)。宇宙一定比我們能看到的要大,這是我們能夠確定回答的全部。
宇宙的同謀論
讓我們暫時(shí)回到現(xiàn)在。想象兩個(gè)從地球上看去處于相反方向上的距離我們90億光年的星系,它們之間的距離是180億光年。泛泛而言,在最大的尺度上,它們身處的宇宙區(qū)域看起來(lái)是一樣的。其中一個(gè)可能位于星系團(tuán)的中心深處,就像我們附近的室女座星系團(tuán),另一個(gè)可能孤立得多;但是在第一個(gè)星系團(tuán)附近會(huì)有孤立的星系,而在第二個(gè)星系的附近則不可避免地存在著星系團(tuán)。所以每個(gè)區(qū)域都有相同比例的相同類型的星系,而且本地的溫度也是一樣的。
這就產(chǎn)生出一個(gè)被稱為“宇宙同謀”的問(wèn)題。宇宙年齡目前最好的估計(jì)是137億年,不到180億年,所以光還沒有足夠的時(shí)間從一個(gè)星系傳到另一個(gè)星系。而根據(jù)相對(duì)論,光是宇宙中最快的東西。如果連光都沒有時(shí)間穿過(guò)兩個(gè)區(qū)域中間的空間,其他任何事情也不可能發(fā)生,沒有任何東西能夠從一個(gè)區(qū)域傳遞到另一個(gè),所以兩個(gè)區(qū)域之間的任何差異都無(wú)法消除。但是,無(wú)論我們朝哪個(gè)方向看,宇宙似乎都一樣,有同樣類型的星系,幾乎按照一樣的模式分布,好像它們?cè)?jīng)互相商量過(guò)一樣。這個(gè)事實(shí)變得令人不解,被稱作“宇宙同謀”。