宇宙的廣袤無邊始終是科學探索的一大謎團。儘管現代科學家運用尖端技術,我們仍只能描繪出一個可觀測的宇宙輪廓。
以地球為基點,這個可觀測宇宙的半徑約為465億光年,包含了大約2萬億個星系。天文學家普遍認為宇宙是無限的,因為根據大爆炸理論,宇宙正在以超光速的速度膨脹。由於光速是我們宇宙中信息傳遞的極限速度,超光速的膨脹意味著我們無法即時捕捉到宇宙的真實狀態,更別提確定其邊界了。
天體物理學家盧米涅和數學家威克斯提出了一個大胆的設想:宇宙可能是由正五邊形縫合而成的球體。如果人類擁有一個與太陽系等大的光球,那麼它發出的光將在五邊形內部不斷反射,從而被不同時間線上的觀察者所看到。然而,如果宇宙呈現負曲率,那麼它將在遙遠的某處閉合,使得我們觀察到的空間呈現出有界但無邊際的特性。
愛因斯坦的靈感導師、數學家閔可夫斯基認為,宇宙可能是一個無限延展的平面。在這種情形下,如果兩束光線平行發射,它們將永不相交,並會永遠在太空中穿行。天文學家曾在微波背景輻射圖上發現了若干冷點,這些冷點可能是另一個宇宙與我們宇宙相撞的痕跡。
從物理學的角度來看,這種現象可能是由重力造成的,或者說是由某種引力更強的天體系統清空了這片區域。然而,宇宙的真正奧秘遠不止於此。我們所見的所有星系僅佔宇宙質能總量的5%,剩下的95%由暗物質和暗能量組成,它們才是決定宇宙命運的關鍵力量,至少目前宇宙的加速膨脹就是由暗能量驅動的。
根據大爆炸模型,我們的宇宙源於一次微觀的量子漲落,而這種情況並非獨一無二。物理學家相信,宇宙不可能永無止境地膨脹。一旦它開始收縮,我們或許能夠探測到宇宙的體積邊界。進一步設想,如果存在多個宇宙,那麼我們的宇宙之外可能還有由其他大爆炸事件產生的不同宇宙。
每個宇宙都會因其初始瞬間的不同而演化出各異的物理定律,正如不同星球上的環境千差萬別。也許,我們所在的這個宇宙正是最適合生命存在的。至於可觀測宇宙之外,天文學家堅信還存在著大量的星系,因為可觀測宇宙僅占整個宇宙的1/250,如同一根蠟燭只能照亮有限的範圍一樣,不同的可觀測宇宙也會因光速限制而相互隔絕。
哈勃望遠鏡和韋伯望遠鏡曾捕捉到距離我們136億光年的星系,那時距大爆炸僅過去了2億年,屬於所謂的宇宙黎明時期。但那個星系看起來並不符合黎明時期的特徵,因為它品質巨大且核心區域存在一個超級黑洞。因此,有天文學家推測宇宙的實際年齡可能被低估,宇宙可能有超過260億年的歷史,但這一假設仍需更多證據來支援。