先了解一下廣義相對論關於宇宙模型先後發表觀點相反的引力場方程。然後再來回答本題。

引力場方程的基本內容前方程承認真空場：Gμv=Rμv-½gμvR=(8πG/c⁴)Tμv-Λgμv。後方程否認真空場：Gμv=Rμv-½gμvR=(8πG/c⁴)Tμv。其中，Gμν，是引力場張量，是愛氏模仿的泊松方程：▽²φ=4πρ=f()，即：(ə²/əx²+ə²/əy²+ ə²/əz²) φ(x,y,z)=f(x,y,z)。 f是歐氏空間流形的實/複數方程。若f()=0，ə²φ/əx²+ə²φ/əy²+ə²φ/əz²=0，則f()是t=0的橢圓型線性方程。否則，f()是電場/磁場/熱場的密度分佈。Rμν，是裡奇張量，是黎曼曲率Rμνρσ矩陣的跡。 R是曲率，R=g^λk*Rλk。Tμν，是能動張量，與參照系無關，有四維 =16個分量：①能量密度T₀₀，②動量密度T₀₁/₀₂/₀₃/₁₀/₂₀/₃₀，③應力張量T₁₁/₁₂/₁₃/₂₁/₂₂/₂₃/₃₁/₃₂/₃₃。gμvR，是度規張量，是含時流形的張量。其數學場：d²s=Ad²t+Bd²r+Cd²θ+Dd²φ。ABCD是度規gμv分量，ds是空間彎曲微弧。Λgμv，是宇宙真空場張量，是物質場的斥力場。①若Λgμv=0，ds隨t增大，宇宙膨脹。②否則，ds不隨t變化，此時物質場與真空場平衡，宇宙是絕對空間。愛氏宇宙模型的幾個要點

①宇宙真空場不存在，②宇宙空間呈幾何球型，③物質運動迫使時空彎曲，④彎曲時空決定物質運動，⑤空間隨時間而膨脹，⑥宇宙有無窮大的有限空間。

其引力場方程的幾個疑點

疑點1：否定真空場不可信。理由：①麥克斯韋方程與量子場論已證實：真空場，諸如電場、磁場、電磁場、熱力場，是一種客觀存在。僅此足以證否引力場方程。

②核外電子不會塌陷到原子核上，是因為電子既受電磁力吸引，也受電子引力場的反吸引。同理，地球不會塌陷到太陽上，是因為地球既受太陽引力，也受地球引力場的反引力。

④歐氏空間流形的泊松方程：實體的引力場張量≡真空場的密度張量，符合超對稱原理。

疑點2：空間彎曲不成立。理由：①光線經過太陽附近彎曲，最大可能是：光子與太陽附近雲集的等離子體有康普頓效應，進而光線偏折。

②引力透鏡紅移是因為熱核反應激發的電磁波與太陽附近雲集的等離子體發生碰撞而降頻。

④不用引力場方程，也可計算水星近日點進動每世紀偏差43角秒。隨著太陽系繞銀河系黑洞，有近黑點進動與遠黑點進動，誰也不能確定水星近日點進動是一個常數。

疑點3：空間膨脹(宇宙學紅移)不可信。理由：①電磁波在空間的傳播，遵從熱縮冷脹法則，與實體的熱脹冷縮恰好相反：因為根據熱一有：Ek=3×½kT=hf=hc/λ，溫度與頻率成正比，而與波長成反比，即與光子半徑成反比。

②根據熵增加原理，電磁波在被真空場吸納或承載，總是從高能或高頻向低能低頻擴散，即總會發生降頻紅移，此稱熵增加紅移。

疑點4：無限的有限宇宙不成立。理由：宇宙不可能是黎曼球形，進而所有電磁波走測地線迴圈而呈所謂的空間有限性。如果宇宙呈球形，則宇宙必有邊界，那麼就宇宙之外。

按這個邏輯，有兩個荒唐的推論：要麼宇宙不再是原定義的宇宙，導致違背同一律；要麼有無窮多層宇宙，違背愛氏自己的有限宇宙論，導致概念上的惡性迴圈。

正確的宇宙有無窮大的空間與隨機分佈的各種天體，就目前探測而言，大到星系團就未必就是有中心黑洞的巢狀結構。

人類不可能也不必窮盡宇宙認知。只需認識到可測量區域性宇宙的若干樣本引數，就可以滿足人類最大的好奇心。

結論

1. 不必迷信廣義相對論的引力場方程，因為它有太多的疑點。

2. 正確定義的宇宙空間是無窮大，無窮大的宇宙，也就不存在該無窮大之外的空間。

Stop here。物理新視野與您共商物理前沿與中英雙語有關的疑難問題。

宇宙之外確實不是空間，另外作為一個用於定義空間位置的“之外”，問宇宙之外就相當於問空間之外，這種問題是有毛病的……

中國古人有句話：至大無外，至小無內。

如果空間還有外面，那外面還是空間啊，如果宇宙還有外面，那外面難道不是宇宙嗎？所以說“宇宙外面”這在概念上就不成立。在廣義相對論裡，我們可以構建一個有限無邊的宇宙模型——超球面宇宙。在超球面宇宙的三個空間維度在物質作用下彎曲閉合成一個三維超球面，它相當於一個四維超球體的表面，我們知道對於二維的球面，它是沒有邊界的，同樣對於三維的超球面，它也是沒有邊界的，但它們都是有限的，球面的大小由球體的半徑決定，同樣超球面的大小也由超球體的半徑決定。但是按照廣義相對論，超球面宇宙閉合並不需要一個四維空間，也就是說超球面宇宙是自我閉合的，它不需要一個四維超球體給它定型。因此，在廣義相對論框架下，四維時空（三維超球面空間加上時間）就包括了宇宙的全部，它沒有外面。在廣義相對論下討論宇宙之外毫無意義。

不過隨著理論的發展，由於統一理論的需要，理論物理學家開始給宇宙增加維度，從5到26維再到10維最後到現在的11維，最終M理論把宇宙定義為11維時空，其中包括10個空間維度和1個時間維度。但是對於額外維度在哪裡？這個問題給出了兩個解決方案：第一種可能是額外的空間維度縮在微觀的普朗克尺度下，它超出了人類的觀測極限，應該說超出了我們宇宙的物理觀測極限，所以觀測不到；另一種可能是我們的三維空間膜漂浮在一個高維空間裡，而我們宇宙的所有物質都被鎖死在三維宇宙膜上，無法穿透到高維空間，因此我們觀測不到。（不過理論上引力可以穿透出去）

那麼問題來了，既然有可能存在高維空間，那它不就是外面了嗎？然而高維空間依然是我們的宇宙！記得它是怎麼提出的嗎？為了統一理論，也就是為了統一自然界的四種相互作用而提出的，那它們自然就是一個統一的整體了，也就是按照M理論，我們的宇宙就是11維的。不過M理論似乎沒有廣義相對論那麼霸道，它其實是允許存在更高維度的，但那跟我們無關。既然無關，討論它們有什麼意義呢？

不過隨著弦理論的提出，我們發現中國古人的那句話似乎不對了，從前我們以為普朗克長度是最小的空間尺度了，結果弦理論給出普朗克長度里居然蜷縮著一個維度互相垂直的六維空間——卡拉比-丘空間。而我們的三維空間外也有可能存在一個更“大”的高維空間……古人好像全錯了怎麼辦……

你說的非常對，空間是宇宙膨脹出來的，是宇宙產生的，宇宙之外當然沒有空間了。也就是說宇宙沒有“之外”，因為“之外”也是個空間概念。

物質也是由宇宙產生的，宇宙的定義就是所有物質、時間和空間的總和。所有的物質都屬於宇宙，都在宇宙之裡，因此宇宙“之外”沒有物質，宇宙也沒有“之外”。

1929年美國天文學家哈勃發現幾乎所有的河外星系都在退行，根據它們紅移值大小計算的它們退行速度大小與它們的距地距離成正比。這說明宇宙是膨脹的，這為宇宙大爆炸理論提供了有力的證據。人們從宇宙是膨脹的這一事實反推：宇宙在過去的某一時間點肯定是聚於一點――奇點，宇宙是由一個密度無限大、時空曲率無限小（體積無限小）、熵值無限趨向於0、質量無限大、溫度無限高的一點爆炸而來。也就是說全宇宙的物質、時間、空間都是由這一點釋放出來的。全宇宙有多大也許大多數人還是想像不到，地球的廣大我們都知道，但如果把地球看作一個黃豆，太陽就是一個大南瓜。銀河系就是4千億顆大南瓜堆成的，而可觀測宇宙的直徑也將達10億公里。這麼多的物質都從這一點出來的確不可思議，由此一點反思：也許物質也和空間一樣，是在膨脹中產生的，而非從“奇點”產生。膨脹就是物質的根本屬性，不膨脹就沒有物質，從空間“物”中生有，實虛正負能量和物質同時產生，總量仍然不變，動力當然來源於客觀物性。這也是宇宙能量密度並沒有因為空間膨脹而減小的原因。這點反思僅供參考。