宇宙的邊界在哪里？如果它存在，邊外頭究竟是什么？

宇宙有邊嗎？邊外頭又是什么？這個(gè)問題聽著像孩子隨口說的，卻難住了不少厲害人物，不管是亞里士多德或者愛因斯坦，再到霍金和現(xiàn)在研究弦理論的科學(xué)家，都沒給出過所有人都信服的答案。它不只是天文學(xué)家要琢磨的事兒，更是咱們想知道自己在宇宙里算什么時(shí)，繞不開的一個(gè)坎兒。
先把兩個(gè)詞掰清楚：能看見的宇宙，和真整個(gè)兒的宇宙。這倆不是一回事，弄混了就容易越想越亂。

一個(gè)半徑約465億光年的球形時(shí)空，框住了我們的視界。天文學(xué)家給這個(gè)范圍起了個(gè)名，叫可觀測(cè)宇宙。宇宙年齡大概138億年，在這段時(shí)間里，星系的光能跑到地球，所以我們能看見它們。但宇宙空間自己在超光速膨脹，超越這個(gè)距離的星系，光永遠(yuǎn)到不了我們這兒。我們光錐之外，就是這些星系的位置，對(duì)我們來說，它們不算可觀測(cè)的物理實(shí)在，更像數(shù)學(xué)上肯定存在的延伸，就像地圖上沒畫出來，但確實(shí)存在的地方。
我總覺得，這種看得見和存在的割裂，特別像我們用手機(jī)拍風(fēng)景，鏡頭框住的是能看見的，可鏡頭外的風(fēng)景，不是不存在，只是沒進(jìn)我們的畫面里。有時(shí)候拍著拍著會(huì)想，說不定也有誰在用更大的鏡頭拍宇宙，只是我們沒進(jìn)人家的畫面里。那這個(gè)能看見的泡泡，是不是就是宇宙的全部呢？基本不可能。宇宙微波背景輻射的觀測(cè)結(jié)果，告訴了我們一個(gè)關(guān)鍵信息：最大尺度上，宇宙特別均勻、特別平坦。這意思就是，我們看見的這部分宇宙，可能只是某個(gè)更大、甚至沒邊兒的整體里，露出來的冰山一角。要是宇宙真沒邊，那邊界這詞兒本身就沒意義了，可沒邊這事兒，比想一個(gè)具體的邊界還讓人費(fèi)腦子。

宇宙學(xué)家為了解釋宇宙的平坦和均勻，提出了一個(gè)理論，暴脹理論。大爆炸之后極短的時(shí)間，大概10的負(fù)32次方秒，宇宙經(jīng)歷了一次指數(shù)級(jí)的超光速膨脹。這個(gè)膨脹過程，把原本皺巴巴、滿是量子漲落的小空間，一下子吹成了巨大、平坦又光滑的宇宙。說簡(jiǎn)單點(diǎn)，就像把一個(gè)小皺紙團(tuán)吹成了一個(gè)大氣球，紙團(tuán)上的褶皺都被撐開了。
前幾天翻出小時(shí)候吹的肥皂泡，陽(yáng)光底下五顏六色的，一個(gè)泡泡破了，另一個(gè)又冒出來。那咱們的宇宙會(huì)不會(huì)也像這樣？在某個(gè)更大的空間里，一個(gè)泡泡宇宙滅了，另一個(gè)又冒出來，只是咱們感覺不到，因?yàn)槿祟惥驮谂菖堇锩妫菖菀黄鹈洿蟆１┟浝碚撨€有更讓人驚訝的點(diǎn)。1983年，物理學(xué)家安德烈·林德提出了一個(gè)更讓人驚訝的模型，混沌暴脹，也叫永恒暴脹。這個(gè)模型里的宇宙，像一鍋正在沸騰的元宇宙湯，不是大家想的那種手機(jī)里的元宇宙，是更根本的原始空間。空間里的某些隨機(jī)區(qū)域，因?yàn)榱孔訚q落，暴脹場(chǎng)會(huì)偶然跌到更低的能量狀態(tài)，一個(gè)泡泡宇宙就這么形成了，比如現(xiàn)在這個(gè)。而其他區(qū)域還在咕嘟，接著暴脹，接著冒新的泡泡。

我們所在的這個(gè)直徑930億光年的宇宙，說不定只是無限大、永遠(yuǎn)在暴脹的元宇宙海洋里，一個(gè)特別小的泡泡。無數(shù)個(gè)和咱們像或不像的泡泡宇宙，在這個(gè)海洋里不斷誕生、不斷膨脹，它們之間被還在暴脹的空間隔開，永遠(yuǎn)碰不到，也永遠(yuǎn)看不見彼此。就像池塘里的水泡，各自飄著，再近也不會(huì)合到一起。
現(xiàn)在回到最開始的問題：要是這個(gè)泡泡有邊界，那邊界外頭是啥？根據(jù)泡泡宇宙理論，這個(gè)泡泡的邊外頭，不是空的，是還在暴脹的元宇宙。一種被稱為假真空的高能態(tài)，就是這個(gè)元宇宙的狀態(tài)，它的能量密度推著暴脹一直進(jìn)行下去。這個(gè)元宇宙的性質(zhì)，可能跟我們的宇宙里的完全不一樣，甚至沒有熟悉的時(shí)間和空間。現(xiàn)在說的邊界，不是一堵墻，是一道暴脹的事件視界，啥信息、啥東西都穿不過去。我們被困在自己的泡泡里，就像黑洞內(nèi)部的觀察者被困著一樣，永遠(yuǎn)沒法看到外頭的海洋是什么樣。

我覺得這事兒最有意思的不是有多少泡泡，而是每個(gè)泡泡里的規(guī)矩可能都不一樣，咱們這兒光速是30萬公里每秒，別的泡泡里說不定光跑得跟自行車似的慢，那里面要是有生命，說不定過一天就像過一年，也可能那里的原子根本沒法穩(wěn)定，連星星都沒法形成。宇宙剛好能讓星星、行星和生命存在，不是運(yùn)氣好，是咱們剛好生在能讓人存在的地方，就像魚剛好生在水里一樣。還有個(gè)叫弦理論的東西，想把所有基本力和粒子都統(tǒng)一起來，它給邊界之外提了個(gè)更震撼的說法，弦理論景觀。這理論說，宇宙里的物理常數(shù)，比如電子質(zhì)量、光速，甚至空間維度，不是固定的，是由宇宙在更高維度空間里蜷縮的方式?jīng)Q定的。不同的蜷縮方式，對(duì)應(yīng)著10的500次方種甚至更多的假真空狀態(tài)，每種狀態(tài)可能就是一個(gè)有不同物理定律的宇宙。
結(jié)合永恒暴脹來看，每個(gè)泡泡宇宙形成時(shí)，都可能選了弦景觀里的一種真空態(tài)。所以在元宇宙的海洋里，有的泡泡里光速更快，有的里沒有原子，有的里空間是十維的，所以根本沒法想象那種樣子。現(xiàn)在的宇宙的參數(shù)剛好能讓生命存在，不是什么安排，是人擇原理，只有在能讓生命存在的宇宙里，才會(huì)有人去琢磨宇宙邊界在哪這個(gè)問題。

宇宙之外是什么，可能永遠(yuǎn)沒有標(biāo)準(zhǔn)答案。因?yàn)槭芟抻诠馑伲芟抻谟钪媾蛎浀囊?guī)律，甚至受限于人類只能理解三維空間的大腦。多重宇宙、泡泡理論、弦景觀，這些都是現(xiàn)在科學(xué)家用數(shù)學(xué)算出來的可能，就像古人猜地球是圓的一樣，是用理性去碰那些看不見的東西。邊界之外，可能是暴脹的海洋，可能是各種物理定律的試驗(yàn)場(chǎng)，也可能是無數(shù)個(gè)奇怪的宇宙在慢慢變化。也說不定，就像霍金說的烏龜塔，宇宙是套娃一樣無限嵌套的，問之外本身就沒意義。
有次煮面條，看著鍋里的水咕嘟咕嘟冒氣泡，突然想起永恒暴脹理論。那些氣泡冒出來、變大、飄到水面破掉，多像宇宙的誕生和演化。說不定在元宇宙那個(gè)大鍋里，我們這個(gè)宇宙就是其中一個(gè)剛冒出來沒多久的氣泡，還在慢慢變大，而鍋里還有無數(shù)個(gè)這樣的氣泡，有的剛冒頭，有的已經(jīng)快要破掉，只是還不知道破掉之后會(huì)是什么。

上次跟朋友聊起這些，他皺著眉說想這些有啥用？又不能當(dāng)飯吃。我沒跟他爭(zhēng)，只是指了指天上的月亮，幾千年前，古人覺得月亮就是個(gè)亮盤子，不知道它是地球的衛(wèi)星，也不知道上面沒有嫦娥和玉兔。可現(xiàn)在我們能把探測(cè)器送上去，能知道月亮上的土壤是什么樣的。說不定再過幾百年，對(duì)于宇宙邊界的了解，會(huì)比現(xiàn)在多得多。人對(duì)宇宙的好奇，從來不是為了當(dāng)飯吃，而是為了弄明白自己在哪兒，為了知道自己不是孤單的，至少在對(duì)宇宙的追問上，所有人類都是一起的。