宇宙次元边界

① 宇宙的边界是什么

每个人都知道宇宙极其广大，但是每个人都好奇宇宙有没有边界，有的人认为有边界，因为再大的东西也是有个限度的，有的人认为没有边界，因为宇宙肯定是广阔无垠的，肯定没有边界。

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那么我们的宇宙到底有没有边界呢？天文物理学认为我们的宇宙肯定是有边界的，它本身起源于一次大爆炸，然后就一直处于膨胀的过程中，至今已经膨胀了近138亿年，由于边缘部分膨胀的速度比光速还快，所以如今宇宙的规模大到了直径约930亿光年的距离上，这无疑是一个极其广大的空间，其中包含了约2万亿个星系，但这么说的话，虽然我们的宇宙很大，但是它也是有边界的了。它的边界大约就是在直径930亿光年边缘处（注：此为可观测宇宙的理论规模，目前我们还并没有发现宇宙的边界）。

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但是可能有的朋友要问了，那么在这930亿光年处的外面又是什么呢？是啊，这才是一个大问题，930亿光年的外面就什么都没有了吗？这更是无法理解的，即便这里的时空和我们的宇宙不同，它也是应该有着属于它的性质的，就像组成人体的基本单位——细胞，细胞的外面能有组织液，但也可能紧挨着另一个细胞，我们的宇宙外面可能是和我们的宇宙不同的事物，但也有可能紧挨着另一个宇宙。

② 二次元空间及宇宙黑洞

次元可以理解为宇宙的维数，第十次元空间即使第十维宇宙。在M-理论中，空间有十一维，但是人们认为其中六七个或七个方向被卷曲成非常小，只留下三个大的几乎平坦的方向。霍金提出了他的宇宙模型，给出了11维空间，认为要描述宇宙，X、Y、Z和T(时间)4个未知数是不够的，要加到11个未知数之后，才能够解释宇宙的很多结构。根据物理学家的看法还应该有7个维。尽管有这么多的维，但这些维是看不见的，它们自身卷在了一起，被称为压缩的维。为了弄清这种看法，让我们再以蚂蚁为例展开我们的想象。我们可以设想一下，将蚂蚁在上面行走的那张纸卷起来，直到卷成一个圆筒形。如果蚂蚁沿着的纸壁走，最后它又会回到出发点，这就是压缩维的一个例子。如果能沿着著名的麦比乌斯带走，也会发生上述现象，当然，它是3维的，但如果沿着它走过，总是会回到出发点的。麦比乌斯带从维的角度讲是压缩的，按照物理学它有3个维，但谁在上面行走，都只能认知人一个维。这就有点像左图上的人：上行或者下行，但永远不会走到尽头。如果蚂蚁不是沿着纸筒弯曲的壁行走，它就永远不会返回到原出发点。这就是二维（或者说被我们所感知的那种维）的例子，沿着它一直走，就不可能返回到原来的出发点。PS一维空间为线，即是以长为主的。二维空间为面，即线重合的太多了就有了长和宽，也就组成了面。三维空间为立体，即面重合的太多了，就有了长、宽和高，也就组成了立体形状。四维空间为时间，即时间有远近之分、现实与超现实之分、空间与超空间之分、长短之分、动态与静态之分，是融入到所有有形与无形的空间之中的。五维空间为大脑显意识思维，是以思维波能量的速度运行的。六维空间为大脑潜意识思维，是以思维波的暗物质能量、潜意识的深度能量来发挥的，是身心智慧的取之不尽、用之不竭、无穷无尽的能量源泉。七维空间为时空交融与分流，即时空学说
黑洞（Black hole）是现代广义相对论中，宇宙空间内存在的一种超高质量天体，由于类似热力学上完全不反射光线的黑体，故名为黑洞。黑洞是由质量足够大的恒星在核聚变反应的燃料耗尽而“死亡”后，发生引力坍缩产生的。黑洞的质量极其巨大，而体积却十分微小，它产生的引力场极为强劲，以致于任何物质和辐射在进入到黑洞的一个事件视界（临界点）内，便再无力逃脱，就连传播速度最快的光（电磁波）也逃逸不出。
编辑本段名词解释
指时空曲率大到光都无法从其视界逃脱的天体。
编辑本段产生过程
黑洞就是中心的一个密度无限大、时空曲率无限高、热量无限高、体积无限小的奇点和周围一部分空空如也的天区，这个天区范围之内不可见。黑洞的产生过程类似于中子星的产生过程；某一个恒星在准备灭亡，核心在自身重力的作用下迅速地收缩，塌陷，发生强力爆炸。当核心中所有的物质都变成中子时收缩过程立即停止，被压缩成一个密实的星体，同时也压缩了内部的空间和时间。但在黑洞情况下，由于恒星核心的质量大到使收缩过程无休止地进行下去，中子本身在挤压引力自身的吸引下被碾为粉末，剩下来的是一个密度高到难以想象的物质。由于高质量而产生的力量，使得任何靠近它的物体都会被它吸进去。黑洞开始吞噬恒星的外壳，但黑洞并不能吞噬如此多的物质，黑洞会释放一部分物质，射出两道纯能量——γ射线。。
也可以简单理解：通常恒星的最初只含氢元素，恒星内部的氢原子时刻相互碰撞，发生聚变。
黑洞由于恒星质量很大，聚变产生的能量与恒星万有引力抗衡，以维持恒星结构的稳定。由于聚变，氢原子内部结构最终发生改变，破裂并组成新的元素——氦元素，接着，氦原子也参与聚变，改变结构，生成锂元素。如此类推，按照元素周期表的顺序，会依次有铍元素、硼元素、碳元素、氮元素等生成，直至铁元素生成，该恒星便会坍塌。这是由于铁元素相当稳定，参与聚变时不释放能量，而铁元素存在于恒星内部，导致恒星内部不具有足够的能量与质量巨大的恒星的万有引力抗衡，从而引发恒星坍塌，最终形成黑洞。说它“黑”，是指它就像宇宙中的无底洞，任何物质一旦掉进去，就再不能逃出。跟白矮星和中子星一样，黑洞可能也是由质量大于太阳质量好几倍以上的恒星演化而来的。
黑洞当一颗恒星衰老时，它的热核反应已经耗尽了中心的燃料（氢），由中心产生的能量已经不多了。这样，它再也没有足够的力量来承担起外壳巨大的重量。所以在外壳的重压之下，核心开始坍缩，物质将不可阻挡地向着中心点进军，直到最后形成体积接近无限小、密度几乎无限大的星体。而当它的半径一旦收缩到一定程度（一定小于史瓦西半径），质量导致的时空扭曲就使得即使光也无法向外射出——“黑洞”就诞生了。[3]
编辑本段表现形式
引力强大的黑洞。恒星的时空扭曲改变了光线的路径，使之和原先没有恒星情况下的路径不一样。光在恒星表面附近稍微向内偏折，在日食时观察远处恒星发出的光线，可以看到这种偏折现象。当该恒星向内坍塌时，其质量导致的时空扭曲变得很强，光线向内偏折得也更强，从而使得光线从恒星逃逸变得更为困难。对于在远处的观察者而言，光线变得更黯淡更红。最后，当这恒星收缩到某一临界半径（史瓦西半径）时，其质量导致时空扭曲变得如此之强，使得光向内偏折得也如此之强，以至于光线再也逃逸不出去 。这样，如果光都逃逸不出来，其他东西更不可能逃逸，都会被拉回去。也就是说，存在一个事件的集合或时空区域，光或任何东西都不可能从该区域逃逸而到达远处的观察者，这样的区域称作黑洞。将其边界称作事件视界，它和刚好不能从黑洞逃逸的光线的轨迹相重合。

与别的天体相比，黑洞十分特殊。人们无法直接观察到它，科学家也只能对它内部结构提出各种猜想。而使得黑洞把自己隐藏起来的的原因即是弯曲的时空。根据广义相对论，时空会在引力场作用下弯曲。这时候，光虽然仍然沿任意两点间的最短光程传播，但相对而言它已弯曲。在经过大密度的天体时，时空会弯曲，光也就偏离了原来的方向。
在地球上，由于引力场作用很小，时空的扭曲是微乎其微的。而在黑洞周围，时空的这种变形非常大。这样，即使是被黑洞挡着的恒星发出的光，虽然有一部分会落入黑洞中消失，可另一部分光线会通过弯曲的空间中绕过黑洞而到达地球。观察到黑洞背面的星空，就像黑洞不存在一样，这就是黑洞的隐身术。
更有趣的是，有些恒星不仅是朝着地球发出的光能直接到达地球，它朝其它方向发射的光也可能被附近的黑洞的强引力折射而能到达地球。这样我们不仅能看见这颗恒星的“脸”，还同时看到它的“侧面”、甚至“后背”，这是宇宙中的“引力透镜”效应。
这张红外波段图像拍摄的是我们所居住银河系的中心部位，所有银河系的恒星都围绕银心部位可能存在的一个超大质量黑洞公转。 据美国太空网报道，一项新的研究显示，宇宙中最大质量的黑洞开始快速成长的时期可能比科学家原先的估计更早，并且现在仍在加速成长。
一个来自以色列特拉维夫大学的天文学家小组发现，宇宙中最大质量黑洞的首次快速成长期出现在宇宙年龄约为12亿年时，而非之前认为的20~40亿年。天文学家们估计宇宙目前的年龄约为136亿年。
同时，这项研究还发现宇宙中最古老、质量最大的黑洞同样具有非常快速的成长。有关这一发现的详细情况将发表在最新一期的《天体物理学报》。
编辑本段大型黑洞
巨型黑洞
宇宙中大部分星系，包括我们居住的银河系的中心都隐藏着一个超大质量黑洞。这些黑洞质量大小不一，大约100万～100亿个太阳质量。天文学家们通过探测黑洞周围吸积盘发出的强烈辐射推断这些黑洞的存在。物质在受到强烈黑洞引力下落时，会在其周围形成吸积盘盘旋下降，在这一过程中势能迅速释放，将物质加热到极高的温度，从而发出强烈辐射。黑洞通过吸积方式吞噬周围物质，这可能就是它的成长方式。
这项最新的研究采用了全世界最先进的地基观测设施，包括位于美国夏威夷莫纳克亚山顶，海拔4000多米处的北双子座望远镜，位于智利帕拉那山的南双子座望远镜，以及位于美国新墨西哥州圣阿古斯丁平原上的甚大阵射电望远镜。
特大黑洞
新发现的黑洞，位置在距地球5000～1亿光年的处女座与白羊座中。专家指出，大部分黑洞质量，只比太阳多出数倍，但是新搜集到的数据显示，这3个黑洞的质量，约是太阳的5000～1亿倍。
黑洞的资料
名称 质量（太阳=1） 伴星质量（太阳=1）
MGR0J1655-40 5.5 1.2
大麦哲伦云X-3 6.5 20
J0422432 10 0.3
A0620-00 11 0.5
天鹅座V404 12 0.6
天鹅座X-1 16 30
大质量黑洞的成长
中子星-内部结构模型图[4]观测结果显示，出现在宇宙年龄仅为12亿年时的活跃黑洞，其质量要比稍后出现的大部分大质量黑洞质量小10倍。但是它们的成长速度非常快，因而现在它们的质量要比后者大得多。通过对这种成长速度的测算，研究人员可以估算出这些黑洞天体之前和之后的发展路径。
该研究小组发现，那些最古老的黑洞，即那些在宇宙年龄仅为数亿年时便开始进入全面成长期的黑洞，它们的质量仅为太阳的100到1000倍。研究人员认为这些黑洞的形成和演化可能和宇宙中最早的恒星有关。
天文学家们还注意到，在最初的12亿年后，这些被观测的黑洞天体的成长期仅仅持续了1亿到2亿年。
这项研究是一个已持续7年的研究计划的成果。特拉维夫大学主持的这项研究旨在追踪研究宇宙中最大质量黑洞的演化，并观察它们对宿主星系产生的影响。
已知最大的黑洞
目前，天文学家最新观测发现小型星系竟包含着一个超大质量黑洞，其质量是太阳的170亿倍。天文学家也没有线索证实这一奇怪现象。
天文学家发现一个超级质量黑洞，所在NGC 1277星系中心膨胀区域59%恒星质量都聚集在黑洞中，这项发现将进一步增添了星系与黑洞之间关系的神秘性。
位于英仙座星系群的小型星系NGC 1277距离地球2.5亿光年，这个处在其内部的黑洞质量竟然达到太阳质量的170亿倍。相比之下，银河系中心的超大质量黑洞就是小巫见大巫了，它仅是太阳质量的400万倍。
普通黑洞仅占星系膨胀区域的0.1%质量，在此之前观测到拥有最大比例质量黑洞的星系是NCG 4486B，它的黑洞质量占星系的11%。而当前发现NGC 1277星系的神秘巨型黑洞仍是一个谜团，德国马克思-普朗克天文研究所的天文学家雷姆科-范德-博世说：“我们并未想到宇宙中会存在如此巨大的黑洞，目前我们进一步揭开其中的秘密，并掌握类似的星系在宇宙中如何形成，以及存在的普遍性。”
NGC 1277星系可能并不是唯一的，目前天文学家正在研究多个类似情况的星系，它们可能蕴藏着不成比例的大型黑洞。
编辑本段首次发现
1970年，美国的“自由”号人造卫星发现了与其他射线源不同的天鹅座X-1，位于天鹅座X-1上的是一个比太阳重30多倍的巨大蓝色星球，该星球被一个重约10个太阳的看不见的物体牵引着。天文学家一致认为这个物体就是黑洞，它就是人类发现的第一个黑洞。

编辑本段演化过程吸积
黑洞通常是因为它们聚拢周围的气体产生辐射而被发现的，这一过程被称为吸积。高温气体辐射热能的效率会严重影响吸积流的几何与动力学特性。目前观测到了辐射效率较高的薄盘以及辐射效率较低的厚盘。当吸积气体接近中央黑洞时，它们产生的辐射对黑洞的自转以及视界的存在极为敏感。对吸积黑洞光度和光谱的分析为旋转黑洞和视界的存在提供了强有力的证据。数值模拟也显示吸积黑洞经常出现相对论喷流也部分是由黑洞的自转所驱动的。

黑洞拉伸，撕裂并吞噬恒星
通常天体物理学家会用“吸积”这个词来描述物质向中央引力体或者是中央延展物质系统的流动。吸积是天体物理中最普遍的过程之一，而且也正是因为吸积才形成了我们周围许多常见的结构。在宇宙早期，当气体朝由暗物质造成的引力势阱中心流动时形成了星系。即使到了今天，恒星依然是由气体云在其自身引力作用下坍缩碎裂，进而通过吸积周围气体而形成的。行星（包括地球）也是在新形成的恒星周围通过气体和岩石的聚集而形成的。当中央天体是一个黑洞时，吸积就会展现出它最为壮观的一面。黑洞除了吸积物质之外，还通过霍金蒸发过程向外辐射粒子。
蒸发
由于黑洞的密度极大，根据公式我们可以知道密度=质量/体积，为了让黑洞密度无限大，那就说明黑洞的体积要无限小，然后质量要无限大，这样才能成为黑洞。黑洞是由一些恒星“灭亡”后所形成的死星，它的质量极大，体积极小。但黑洞也有灭亡的那天，按照霍金的理论，在量子物理中，有一种名为“隧道效应”的现象，即一个粒子的场强分布虽然尽可能让能量低的地方较强，但即使在能量相当高的地方，场强仍会有分布，黑洞喷射物不断变亮[5]对于黑洞的边界来说，这就是一堵能量相当高的势垒，但是粒子仍有可能出去。

霍金还证明，每个黑洞都有一定的温度，而且温度的高低与黑洞的质量成反比例。也就是说，大黑洞温度低，蒸发也微弱；小黑洞的温度高蒸发也强烈，类似剧烈的爆发。一个太阳大的黑洞，大约要1后面66个0年才能蒸发殆尽；一颗小行星大小的黑洞会在10小数点后面21个0加1秒内蒸发得干干净净。[1][6]
毁灭
黑洞会发出耀眼的光芒，体积会缩小，甚至会爆炸。当英国物理学家史迪芬·霍金于1974年做此预言时，整个科学界为之震动。

霍金的理论是受灵感支配的思维的飞跃，他结合了广义相对论和量子理论，他发现黑洞周围的引力场释放出能量，同时消耗黑洞的能量和质量。
假设一对粒子会在任何时刻、任何地点被创生，被创生的粒子就是正粒子与反粒子，而如果这一创生过程发生在黑洞附近的话就会有两种情况发生：两粒子湮灭、一个粒子被吸入黑洞。“一个粒子被吸入黑洞”这一情况：在黑洞附近创生的一对粒子其中一个反粒子会被吸入黑洞，而正粒子会逃逸，由于能量不能凭空创生，我们设反粒子携带负能量，正粒子携带正能量，而反粒子的所有运动过程可以视为是一个正粒子的为之相反的运动过程，如一个反粒子被吸入黑洞可视为一个正粒子从黑洞逃逸。这一情况就是一个携带着从黑洞里来的正能量的粒子逃逸了，即黑洞的总能量少了，而爱因斯坦的公式E=mc^2表明，能量的损失会导致质量的损失。
当黑洞的质量越来越小时，它的温度会越来越高。这样，当黑洞损失质量时，它的温度和发射率增加，因而它的质量损失得更快。这种“霍金辐射”对大多数黑洞来说可以忽略不计，因为大黑洞辐射的比较慢，而小黑洞则以极高的速度辐射能量，直到黑洞的爆炸。

③ 四次元是什么意思

次元，数学上姐系次等。
异次元，从文字上解出来便是另一个level。
异次元空间姐系一个不在我们处身空间的空间区域。
据说，在本宇宙外还有另外一些宇宙。
那便是异次元空间。
此外，有人估计黑洞中的强大引力便是穿越异次元空间的通道。
但这些只是假说，没有真正的证明。

我们的宇宙是三次元，就是立体，也就是由X Y Z 三个座标轴所组成的世界，四次元，就是三次元加上时间轴，从宇宙整体而言当不属於之。
二次元就是平面，也就是由X Y 两个座标轴所组成的世界。
一次元就是直线，也就是由X 一个座标轴所组成的世界。
零次元就是空，是不允许任何东西存在的。
一切皆不会有任何变化的，存在於一个事实上是无限的领域中，就如同存在於事实上是零的领域中，也就是"无"的状态。
一度空间：广义来说是一条直线。
二度空间：广义来说是直线所组成。
三度空间：正是我们所处状态，广义是平面所组成。
其中时间夹杂在里面且指前进不後退
〈所以不列入任何一度空间〉
四度空间：目前科学家正在研究。
事实上，广义应该是所谓三度空间加上一度时间，因为时间的相对关系，在四度空间可前进可後退。
四度空间也就是所谓了时间、空间。
只有在所谓的三度空间受到挤压或扭曲时才会感受到它的差异，有时虽然看起来静止，但是仍旧在动作中且受时间支配。
根据傅利曼与爱因斯坦的广义相对论为基础所提出的宇宙模型，答案是否定的，宇宙没有边界、即空间的边缘。
你顶多进入一片虚无，但若这一片虚无也能被定义为空间的话─不论它是否具有物质，那它就依然是宇宙的一部份，因此我没并没有办法去找到宇宙的边界。
不过在我们的空间之外，还有更高次元的空间包含著；
而在我们的空间之内，其实也包含了更高次元的空间，一般的认知是宇宙外是由四次元空间（时间）所包含。
宇宙外的空间是零次元空间？零次元空间是点，是没有办法包含我们的宇宙的，低次元空间中的高次元空间必然是卷曲的，但很显然我们的宇宙不是卷曲的状态，因此这是一个错误的观念。
我们因为被困在三度空间内的生物无法看到所谓的「四度空间」的全貌，就像被困在二度空间内的生物无法看到三度空间的全貌一样。
但是二度空间内的数学家可以从「三度空间物体投射在二度空间的影象」
去推测一些三度空间物体的数学性质，如果想理解四度空间，可以先研究二度空间，再如何理解三度空间。
但须注意:不论在几度空间中，并非任意两点都可决定唯一的直线，恰好两点正好重叠；并非任意三点都可决定唯一的平面，恰好三点正好在一直线上；
像这种几乎不可能自然发生的特例状况，叫做 degeneracy 或 singularity。同样地并非任意两个平面的交集都是一条直线，恰好两平面平行或重叠，并非任意三个平面的交集都是一个点，这三个平面除了可以平行或重叠之外，还可能两两各交於一线，但三条交线彼此平行。

按照科学家的推论：
你不可能穿破宇宙，因为宇宙外的世界称为太虚，太虚是零次元空间，什麼也没有，什麼也进不去。如果你离开了这个宇宙(母宇宙)，那你一定是利用空间的出入口到了子宇宙，你也可以用空间的出入口回到母宇宙。
极限的次元则可统称为零次元和超次元或异次元：
异次元空间是一种人类感受不到的空间，也就是人类未知的空间，也许这种空间存在每个角落，也可能根本就没有，就算存在人类也没办法探索这种东西。
具有神秘与神经兮兮光怪陆离现象。
也许人进的去，但是可能永远出不来了，所以没有人知道异次元空间这种东西了。
异次元空间就是我们所说的平行宇宙，有人提出虫洞是宇宙间的通道，而蛊洞是所有宇宙的根源，不过都只是推测,尚无有力证据。
如果你是以两倍光速离开，是不是就表示在你出发後的一秒里，你就会追到你的上一秒的光，於是你就会看到前一秒发生的事，但是你要知道那只是一个虚像，并不是实体，所以你并没有办法去改变什麼，那既然是虚像，你觉得在虚像里的人看的到你吗？
答案当然是否定的。
科学家认为，宇宙存在「时光隧道」，它的时间运动方式，和人类感受的完全不一样，有时它是极度静止的，有时却是高度行动的。
凡是进入时光隧道的人，就等於是失踪，而且无论失踪多久，不管5年、10年，甚至更久，这段时间等於零。
所以，当这些失踪者再度出现时，还是跟失踪之前一样。
「时光隧道」看不见也摸不著，但它是客观存在，而且一直都存在。

简单来说：
宇宙由不规则的量子组成，万物由不规则的分量子组成，杜治所说的不规则属更大层面，量子力学认为世上不止一个宇宙，有些相似，有些不一样，有些空间和我们的空间只相差一颗光子或量子，差别较大的不会见到我们，有些甚至没有我的存在。
这是以不规则定律所作的大胆推论，杜治认为每颗量子代表一个空间，他说的不是梦话，他有真凭实据，而且是物理学生必会做的著名实验，这个实验历史悠久。
源自1909年，在实验中要有光源-光束型，光源会被镜子反射到这些缝隙里去，隔片上有两缝隙，在摄影机里可以看见那初步形成的交错图案，所谓交错图案就是镜头中间一组昏暗的条纹，有两条缝时才会出现。
因为有两条缝时，光源就会分走两边，然後就像涟漪交错，有时候涟漪会融合，有时会互相抵消产生条纹，如果用滤镜将光的强度减弱至只有一颗光子能穿越缝隙，在液体氮下就会清楚看见一束光，在氮气下光束四散，去到滤镜前便停止，而滤镜隔开了肉眼所见的一切，但摄影机会拍摄到流过去的光子。
光子一颗一颗的穿过夹缝，因此在萤幕上该只见到两条明亮的线，而不是会交错的条纹，但事实上并非如似，从电脑中可看到提示中的条纹结果。
做这个单光子实验时，多颗光子所造成的图案，在强光下完全一样，人们想不透箇中原因，书本中所读到的理论是由於光子是粒子，也是波纹，但现在才发现那是谬论。
光子其实既固定同时又四散，杜治认为单一的光子能造出条纹，是因为附近另有肉眼看不见的光子，我们看不见的光子是另一个空间的光子，这宇宙在我们附近撞击原有的光子，令它们改变方向，这实验结果是杜治所见过最古怪的。
它充份证明了世上不止有一个空间，否则不会有以上的实验结果。

④ 宇宙是否有边界

宇宙起源的问题有点像这个古老的问题：是先有鸡呢，还是先有蛋。换句话说，就是何物创生宇宙，又是何物创生该物呢？也许宇宙，或者创生它的东西已经存在了无限久的时间，并不需要被创生。直到不久之前，科学家们还一直试图回避这样的问题，觉得它们与其说是属于科学，不如说是属于形而上学或宗教的问题，然而，人们在过去几年发现，科学定律甚至在宇宙的开端也是成立的。在那种情形下，宇宙可以是自足的，并由科学定律所完全确定。

关于宇宙是否并如何启始的争论贯穿了整个记载的历史。基本上存在两个思想学派。许多早期的传统，以及犹太教、基督教和伊斯兰教认为宇宙是相当近的过去创生的。（十七世纪时邬谢尔主教算出宇宙诞生的日期是公元前4004年，这个数目是由把在旧约圣经中人物的年龄加起来而得到的。）承认人类在文化和技术上的明显进化，是近代出现的支持上述思想的一个事实。我们记得那种业绩的首创者或者这种技术的发展者。可以如此这般地进行论证，即我们不可能存在了那许久；因为否则的话，我们应比目前更加先进才对。事实上，圣经的创世日期和上次冰河期结束相差不多，而这似乎正是现代人类首次出现的时候。

另一方面，还有诸如希腊哲学家亚里斯多德的一些人，他们不喜欢宇宙有个开端的思想。他们觉得这意味着神意的干涉。他们宁愿相信宇宙已经存在了并将继续存在无限久。某种不朽的东西比某种必须被创生的东西更加完美。他们对上述有关人类进步的诘难的回答是：周期性洪水或者其他自然灾难重复地使人类回到起始状态。

两种学派都认为，宇宙在根本上随时间不变。它要么以现在形式创生，要么以今天的样子维持了无限久。这是一种自然的信念，由于人类生命——整个有记载的历史是如此之短暂，宇宙在此期间从未显著地改变过。在一个稳定不变的宇宙的框架中，它是否已经存在了无限久或者是在有限久的过去诞生的问题，实在是一种形而上学或宗教的问题：任何一种理论都对此作解释。1781年哲学家伊曼努尔·康德写了一部里程碑式的，也是非常模糊的著作《纯粹理性批判》。他在这部著作中得出结论，存在同样有效的论证分别用以支持宇宙有一个开端或者宇宙没有开端的信仰。正如他的书名所提示的，他是简单地基于推理得出结论，换句话说，就是根本不管宇宙的观测。毕竟也是，在一个不变的宇宙中，有什么可供观测的呢？

然而在十九世纪，证据开始逐渐积累起来，它表明地球戏及宇宙拭其他部分事实上是随时间而变化的。地学家们意识到岩石以及其中的化石的形成需要花费几亿甚至几十亿年的时间。这比创生论者计算的地球年龄长得太多了。由德国物理学家路德维希·破尔兹曼提出的所谓热力学第二定律还提供了进一步的证据，宇宙中的无序度的总量（它是由称为熵的量所测量的）总是随时间而增加，正如有关人类进步的论证，它暗示只能运行了有限的时间，否则的话，它现在应已退化到一种完全无序的状态，在这种状态下万物都牌相同的温度下。

稳恒宇宙思想所遭遇到的另外困难是，根据牛顿的引力定律，宇宙中的每一颗恒星必须相互吸引。如果是这样的话，它们怎么能维持相互间恒定距离，并且静止地停在那里呢？

牛顿晓得这个问题。在一封致当时一位主要哲学家里查德·本特里的信中，他同意这样的观点，即有限的一群恒星不可能静止不动，它们全部会落某个中心点。然而，他论断道，一个无限的恒星集合不会落到一起，由于不存在任何可供它们落去的中心点。这种论证是人们在谈论无限系统时会遭遇到的陷阱的一个例子。用不同的方法将从宇宙的其余的无限数目的恒星作用到每颗恒星的力加起来，会对恒星是否维持恒常距离给出不同的答案。我们现在知道，其正确的步骤是考虑恒星的有限区域，然后加上在该区域之外大致均匀分布的更多恒星。恒星的有限区域会落到一起，而按照牛顿定律，在该区域外加上更多的恒星不能阻止其坍缩。这样，一个恒星的无限集合不能处于静止不动的状态。如果它们在某一时刻不在作相对运动，它们之间的吸引力会引起它们开始朝相互方向落去。另一种情形是，它们可能正在相互离开，而引力使这种退行速度降低。

尽管恒定不变的宇宙的观念具有这些困难，十七、十八、十九甚至至二十世纪初斯都没有人提出过，宇宙也许是随时间演化的，不管是牛顿还是爱因期坦都失去了预言宇宙不是在收缩便是在膨胀的机会。因为牛顿生活在观测发现宇宙膨胀以前的二百五十年，所以人们实在不能责备他。但是爱因斯坦应该知道得更好。他在1915年提出的广义相对论预言正在膨胀。但是他对稳恒宇宙是如此之执迷不悟，以至于要在理论中加上一个使之和牛顿理论相调和并用于抗衡引力的因素。

1929年埃德温·哈勃的宇宙膨胀的发现完全改观了有关其起源的讨论。如果你把星系现在的运动往时间的过去方向例溯，它们在一百亿和二百亿年前之间的某一时刻似乎应该重叠在一起，在这个称为大爆炸奇点的时刻，宇宙的密度和时空的曲率应为无穷大。所有的已知的科学定律在这种条件下都失效了。这对科学是一桩灾难。科学所能告诉我们的一切是：宇宙现状之所以如此是因为它是过去是处于那种形态。但是科学不能解释为何它在大爆炸后的那一瞬间是那个样子的。

这样，许多科学家对此结论感到不悦就毫不足怪了。为了避免存在大爆炸奇点以及由此引起的时间具有开端的结论，人们进行了若干尝试。其中一种称为稳恒态理论。它的思想是，随着星不互相分离而去，由连续产生的物质在星系之间的空间中形成新的星系。这样宇宙就多多少少以今日这样的状态不但已经存在了，而且还将继续存在无限长时间。

为了使宇宙继续膨胀并创生新物质，稳恒态模型需要修改广义相对论。但是所需要的产生率非常低：大约为每年每立方公里一个粒子，这不会和观测相冲突。该理论还预言了，星系和类似物体的平均密度不但在空间上而且在时间上必须是常数。然而，由马丁·赖尔和他的剑桥小组进行的银河系外射电源的普查显示，弱源的数目比强源的数目多得多。人们可以预料，弱的源在平均上讲应是较遥远的。这样就存在两种可能性：或许我们正位于宇宙中的一个强源不如平均源频繁的区域；或者过去的源的密度更高，光线在离开这些源向我们传播时更遥远的距离。这两种可能性没有一种和稳恒态理论相协调，因为该理论预言射电源密度不仅在空间上而且在时间上必须为常数。1964年阿诺·彭齐亚斯和罗伯特·威尔逊发现了从比我们的银河系遥远得多的地方起源的微波辐射背景，这是对该理论的致命打击。它具有从一个热体发射出的辐射的特征谱，尽管在这种情形下热这个字根本不适合，因为其温度只不过比绝对零度高2.7度而已。宇宙是一个既寒冷又黑暗的地方！稳恒态理论中没有一种产生具有这种谱的微波的合理机制，所以稳恒态理论难逃被抛弃的命运。

1963年两位俄国科学家欧格尼·利费席兹和伊萨克·哈拉尼科夫提出另一种思想，企图用来避免大爆炸奇性。他们说，只有当星系直接相互接近或离开时，它们才会在过去的一个单独的点上相重叠，才导致无限密度状态。可惜的是，星系还多少具有一些侧向速度，宇宙早斯就可能存在过这样的一种收缩相，这时，星系虽然曾经非常靠近过，却能设法避免互相撞击。然后宇宙会继续重新膨胀，而不必通过一种无限的密度的状态。

当利费席兹和哈拉尼科夫提出其设想时，我正是一名研究生，亟需一个问题以完成博士论文。因为是否有守大爆炸奇点的问题对于理解宇宙的起源关系重大，所以它引起了我的兴趣。我和罗杰·彭罗斯一道发展了一套数学工具，用以处理这个以及类似的问题。我们指出，如果广义相对论是正确的，任何合理的宇宙模型都必需起始于一个奇点。这就表明，科学能够预言，宇宙必须有一个开端，但是它不能够预言宇宙应如何启始的：正因为如此，人们必须求助于上帝。

审察人闪对奇性看法的变化是十分有趣的。当我还是一名研究生时，几乎没人认真地看待之。现在，作为奇性定理的一个结果，几乎无人不信宇宙是从一个奇眯起始的，物理定律在该处失效。然而，现在我认为，虽然存在奇点，物理定律仍能确定宇宙是如何起始的。

广义相对论是一种被称为经典的理论。也就是说，它没有顾及这个事实，即粒子不具备精确定义的位置和速度，由于量子力学的不确定性原理位置和速度的小范围内被“抹平”，不确定性原理不允许我们同时既测量又测量速度。因为正常情形下时空的曲率在和粒子位置的不确定性相比较时非常大，这些以我们没什么影响。然而奇性定理指出，在现在的宇宙膨胀相的开端，时空被高度地畸变，并且具有很小的曲率半径。不确定性原理在这种情形下变成非常重要。这样，广义相对论因预言奇性而导致自身的垮台。为了讨论宇宙的开端，我们需要一种结合广义相对论和量子力学的理论。

那种理论便是量子引力论。我们尚未知道正确的量子引力论应采取的准确形式。我们此刻所拥有的最佳候选者是超弦理论，但它仍有许多耒解决的困难。然而，人们可以期望，任何有前途的理论都应具有某些特征。其中之一便是爱因斯坦的思想，引力效应由被物质和能量所弯曲甚至卷曲的时空来体现。物体在弯曲空间中沿着最接近于直线的轨迹运行。然而，由于时空是弯曲的。所以它们的路径就显得是弯折的，正如同被引力场所弯折的似的。

另一种在这个终极理论中可以预料的要素是里查德·费因曼的设想，即量子理论可以表达成“对历史的求和”。该思想可以最简单的形式表达成，每颗粒子在时间中走过任何可能的路径或历史。每一路径或历史具有依其形状而定的概率。为了使这种思想可行，人们必须考虑在虚时间里发生的历史，而不是在我们感受生活于其中的实时间城发生的历史。虚时间听起来有点像是科学幻想的东西，其实它是定义得很好的数学概念。它在某种意义上可被认为是和实时间成直角的时间方向。人们把所有具有某种性质粒子历史，譬如讲在某些时刻通过某些点的历史的概率加起来。然后应把这结果延拓到我们在其中生活的实的时空中去。这不是量子力学的最熟知的手段，但它给出和其他方法得到的相同结果。

在量子引力的情形下，费因曼的对历史求和的思想牵涉到对宇宙的不同的可能性的历史，也就是对不同的弯曲时空的求和。这些代表了宇宙和它之中的任何东西的历史。人们必须指明，在对历史的求和中，应包括哪些种类的弯曲空间。这种空间种类包括具有奇性的的空间，则该理论就不能确定这类空间的概率。相反的，它们必须以某种任意的方法被赋予概率。这意味着科学不能预言时空这类奇性历史的概率。这样，它就不能预言宇宙应如何运行。然而，宇宙可能处于由只包括非奇性弯曲空间的求和所定义的状态。在这种情形下，科学定律就把宇宙完全确定，人们就不必吁求宇宙之外的某物来确定宇宙如何启始。由只对非奇性历史的求和确定宇宙的状态有点像一名醉汉在灯柱之下找他的钥匙：这儿也许不是他遗失之处，但是这儿是他可能找到的仅有的地方。类似的，宇宙也许不处于由对非奇性历史求和定义的状态，但这是科学能预言应当什么样子的仅有的状态。

1983年詹姆·哈特尔和我提出，宇宙的状态应由对一定种类历史的求和给出。这类历史由没有奇性的，而且具有有限尺度却没有边界或边缘的弯曲空间组成。它们像是地球的表面，只不过多了两维。地球的表面具有有限的面积，但是它不具有任何奇性、边界或边缘。我曾经用实验验证过这一点。我作过环球旅行，而没有落到外面去。

哈特尔和我所做的设想可以被重新表达成：宇宙的边界条件是它没有边界。只有当宇宙处于这个无边界状态时，科学定律自身才能确定每种可能历史的概率。因此，只有在这种情形下，已知的定律才会确定宇宙应如何运行。如果宇宙处于任何其他的状态，则历史求和中的弯曲空间的种类就要包括具有奇性的空间。人们必须求助于已知科学定律以外的某种原理，才能确定这种奇性历史的概率。这种原理就会是外在于我们宇宙的某种东西。我们不能从我们宇宙之中将其推导出来。而另一方面，如果宇宙是处于无边界状态，在原则上，我们就能在不确定性原理容忍的限制之仙完全确定宇宙应如何运行。

如果宇宙处于无边界状态，那对于科学而言就太好了，但是我们如何才能知道事情究竟是否如此呢？其答案是，无边界设想对宇宙应如何运行作出了明确的预言。如果这些预言不与观测相符合，则我们就能得出结论说，宇宙不处于无边界状态。这样，在哲学家卡尔·波普定义的意义上说，无边界设想是一种好的科学理论：它可被观测证伪。

如果观测不与预言相符合，我们就知道在可能历史的种类中必须有奇性。然而，这就大致上是我们知道的一切。我们不能计算出这种奇性历史的概率，因此我们不能预言宇宙应如何运行。有人也许会认为，如果不可预见性只发生在大爆炸处，那不会太碍事，那毕竟是一百亿或二百亿年以前的事。但是，如果可预言性在大爆炸的非常强引力场中失效，那么只要恒星坍缩它也会失效。这种事件仅在我们的银河系中每周就会发生几次。我们的预言能力甚至按照天气预报的标准来说也是非常差劲的。

当然，人们还会说，我们根本不必在乎发生在一颗遥远恒星处的可预言性的失效。然而，在量子理论中任何不被实际上禁止的东西都能够并将要发生。这样，如果可能历史的种类中包括奇性空间的话，这些奇性可在任何地方发生，而不仅在大爆炸处以及坍缩星之中。这意味着，我们不能预言任何东西。反过来说，我们能够预言事件的这一事实是反对奇性并赞同无边界设想的实验证据。

那么无边界设想为宇宙做出什么预言呢？第一个预言是，因为宇宙的怕有可能的历史在广延上都是有限的，所以人们用来作为时间测度的任何量都必须有一个最大值和一个最小值。这样宇宙就有一个开端和一个终结。在实时间中的开端即是大爆炸奇点。然而在虚时间中这个开端就不再是奇点。相反的，它有点像地球的北极。如果人们把地球表面的纬度当作时间的类似物，则可以说地球的表面从北极开始。然而，北极是地球上完全普通的一点。它没有任何特殊之处，同样的定律在北极正如同在地球上的其他地方同样地成立。类似的，我们用来标志作撛谛槭奔淠谟钪娴钠羰紨的事件是时空中的一个通常的点，正如其他的点那样。科学定律在开端处正如在其他地方一样成立。

人们从和地球表面的类比，也许会预料到，正如北极和南极相似一样，宇宙的终结会和开端相类似。然而，北南二极是对应于虚时间向实时间延拓，就会发现宇宙在实时间中的开端和它的终结可以非常不同。

约纳逊·哈里威尔和我对无边界条件的含义作过一个近似计算。我们把宇宙当作一个完全光滑和均匀的背景来处理，在这个背景上存在密度的小微扰。宇宙在之前时间中从非常小的半径开始膨胀。最初的这种膨胀称作暴涨，也就是说，宇宙尺度在比一秒还要短暂非常多的每一时间间隔中得到加倍，这正如在某些国家中每一年价格都要加倍一样。第一次世界大战后的德国也许创下了通货膨胀的世界纪录，一捆面包的价格在几个月的时间内从一个马克涨到一百万马克。但是没有任何东西可与似乎在极早期宇宙发生过的暴涨相比拟，宇宙尺度在一秒的极微小的部分时间内至少增加了一百万亿亿亿倍。这当然是发生在当局政府之前的事。

暴涨在如下意义上来说，是件好事，它产生了一个在大尺度上光滑而均匀的宇宙，而且这个宇宙以刚好避免坍缩的临界速度膨胀。它还能在相当严格的意义上把宇宙的怕有内容从无中创生出来，这是暴涨的又一好处。当宇宙像北极那样的一个单独点时，它不包含有任何东西。然而，在我们可观测到的宇宙部分至少有十的八十次方颗粒子。所有这些粒子从何而来呢？其答案是，相对论和量子力学允许物质从能量中以粒子反粒子对的形式创生出来。那么能量又是从何而来以创生物质呢？其答案是，它是从宇宙的引力能中借来的。宇宙亏欠了极大数量的负引力能的债务，它刚好和物质的正能量相平衡。其结果便是凯恩斯经济学的胜利：一个充满物质的、充满活力的正在膨胀的宇宙。引力能的债务只有在宇宙终结时才能偿付清。

早期宇宙不能是完全均匀一致的，因为否则的话就会违反量子力学的不确定性原理。相反的，必须存在对均匀密度的一些偏差。无边界设想意味着，这些密度差别是从它们的基态开始，也就是说，它们是和不确定性原理相一尽可能的小。然而，这些差别在暴涨时被放大了。在暴涨时期结束之后，留下的宇宙是一些地方比另一些地方膨胀得稍快一些。在膨胀稍慢的区域，物质的引力吸引使膨胀进一步减慢。该区域最终会停止膨胀，并且收缩形成星系和恒星。这样，无边界设想可以解释我们四周看到的所有复杂结构。然而，它没有给宇宙作出单独的预言。相反地，它预言整整一族可能的历史，每一个历史都具有自己的概率。也许可能有这样的历史，工党在上次英国竞选中取胜，虽然这种概率很小。

无边界设想对于上商在宇宙事务中的作用含义极其深远。人们现在广泛接受，宇宙按照定义很好的定律演化。这些定律可能是上帝钦定的，但是它似乎不去干涉宇宙去违反这些定律。然而，直到不久以前，人们都认为这些定律不能适用于宇宙的开初。那就要依赖上帝去旋紧发条，并让宇宙顺着它的意愿的方式去运行。这样，宇宙的现状是上帝对初始条件选择的结果。

然而，如果某种像无边界设想的东西是正确的话，则情况就会大大改观。在那种情形下，物理定律甚至也适用于宇宙的开端，这样上帝就没有选取初始条件的自由。当然它在选取宇宙要服从的定律上仍然具有自由。然而，这里并没有许多选择的余地。也许只存在很少数目的定律，这些定律是自洽的，并能导致像我们自己这么复杂的生物的存在，他能询问什么是上帝的性质。

甚至即使只存在唯一的一族可能的定律，它也只不过是一族方程。究竟是什么东西将生命之火赋予这些方程，使之产生一个受它们制约的宇宙呢？难道终结的统一理论是如此之咄咄逼人，以至于其自身的实现成为不可避免？虽然科学能解决宇宙如何启始的课题，它仍然无法回答这个问题：为何宇宙必须存在？我对此没有答案。

⑤ 宇宙有没有边界宇宙的外面究竟是什么样的

6500万年前一颗小行星撞击地球灭绝了当时大部分生物，其中就有统治地球数亿年的恐龙，在恐龙灭绝后哺乳动物开始出现，这其中就包括了人类祖先的祖先。

数千万年后，人类正式登上历史的舞台开始角逐地球霸主之位，经过几十万年的演化角逐，人类成为了地球的霸主并且开始建立文明。

当然了，以上的三种说法只是科学家的一些推测，并不具备实际的参考价值，毕竟人类现在的科技水平还不够高，现阶段连太阳系都出不去就更别提知道宇宙之外究竟有什么了。

或许有一天当人类文明发展到可以利用恒星能源的二级文明时，才有资格接触宇宙本源的秘密，才有能力去探寻宇宙之外究竟有些什么。

⑥ 宇宙有没有边际

从最新的观测资料看，人们已观测到的离我们最远的星系是137亿光年。也就是说，如果有一束光以每秒30万千米的速度从该星系发出，那么要经过137亿年才能到达地球。这137亿光年的距离便是我们今天所知道的宇宙的范围。再说得明确一些，我们今天所知道的宇宙范围，或者说大小，是一个以地球为中心，以137亿光年的距离为半径的球形空间。当然，地球并不真的是什么宇宙的中心，宇宙也未必是一个球体，只是限于我们目前的观测能力，我们只能了解到这一程度。
所以宇宙没有边界，以我们的观测能力决定了我们能看多远，我们的观测能力在发展，观测的范围也在变大。不过按照宇宙大爆炸的理论，宇宙还在不断的扩大。

茫茫宇宙无边无际，其深邃让人难以想象， 1999年4月，美国纽约州立大学的一个天文研究小组，利用"哈勃"太空望远镜的巨大威力。经过2年多时间的周密观测，并用电子计算机进行科学处理，剔除了分布在该方向上交迭在一起的400多个天体图像，终于"请"出了一个最古老星系，从它退行膨胀的速度高达光速的96.66%推算，它应处于137亿光年的宇宙边缘！

137亿光年的距离实在难以比喻，连最快的光也要疾行137亿年才能到达。 由此可见，这个最远的星系也是宇宙大爆炸后不久的天体，是极其珍贵的最古老的"宇宙化石"，因为在探索宇宙起源、演化，宇宙早期历史将有无可估量的意义。

宇宙不是无限的，或者说，我们所居住的这个狭义的宇宙并不是无限的。它的边界在哪里、以何形式存在现在尚在争论，但“我们的宇宙”不是无限的，这个观点基本已经得到了认同。

现在一个观点认为，在宇宙的边缘时空是扭曲的，就是说你能无限接近它，但无法到达它。
至于广义的宇宙，即“我们的宇宙”之外的宇宙是否无限，这个就说不清了，正如无法对夏虫语冰，现在的人类科技对此还毫无认识，现在的研究尚未突破我们的宇宙这个范围。

宇宙是无限的,但是是有界的.霍金理解的宇宙就象一个篮球一样,你在球面上无法找到起点和终点,但它却是有界的.就象很多天文学的书籍里面都有介绍,如果看看斯蒂芬.霍金的著作会明白得更多.

或者从大爆炸理论里可以得到,我们的宇宙仍然在膨胀之中,星系彼此仍然在退行,也就是我们所认识的宇宙仍然在膨胀,在延伸,在扩大,但还没有到它的尽头。

⑦ 宇宙的边界在什么地方

思想有多远，宇宙就有多远。思想想到“空”，“空”亦是宇宙的一部分。按照正常逻辑，所谓的边界之外的“哪里”又是一个地方了。只有跳出这种抽象思维的错觉，才能考虑“真空”。因为你无法想象无限的小与无限的大。

⑧ 宇宙是无限的还是有限的，看了很多回答说是有限的，那么宇宙边界在哪里，边界后面就没有空间吗就好比一

绝大部分人都是你这样想的，误区是你习惯了到处都有东西的思维方式，没东西、没空间、没时间、没体积，什么都没有的世界你从没见过，想想不出来而已，其实我们所处的这个世界是在不断膨胀稀释的世界，时间在拉长，空间在向四面八方扩张着，而你所说的外面的外面什么都没有，什么都没有的意思简单描绘就是连太空都没有连时间都不存在，还有另外的理论说这个世界是个曲面，我所能想象出来的也就这么多，都是亲手打出来的，请采纳谢谢