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在這個世界裡有我們無法跨越的邊界嗎?那裡,無論我們怎樣努力,都將永遠不會到達。事實上,其實存在這樣的限制。即使有科幻小說裡的技術。我們被困在我們對宇宙的"口袋"裡。為什麼是這樣的?那麼,我們到底可以走多遠?我們生活在銀河系的一個安靜的旋臂裡;一個平均大小約10萬光年寬的螺旋星系,有千億顆恆星,氣體雲,暗物質,黑洞,中子星和行星。

在星系中心,有一個超大品質黑洞。從遠處看,我們的星系看起來非常稠密,但在現實中,它大多數由一無所有的空間組成。憑藉我們目前的技術,將人類送到最近的恆星將需要數千年。所以,我們的銀河系是相當大的。但是銀河系並不孤單,銀河系跟仙女座星系和矮星系(銀河系、仙女座星系,矮星系一共約四十個),組成了所謂的本星系群的——一個半徑為一百萬秒差距的區域。它是拉尼亞凱亞超星系團數百星系群中的一個,有百萬個跟它類似的超星系團,構成了目前我們可觀測到的宇宙。

如果我們有一個美好的未來,人類變成了第三類文明,不會被外星人侵略者一掃而光,並開發了基於我們目前的物理學的理解的星際旅行。在這種最好的情況下,我們到底可以走多遠?其實,只能在本星系群裡,這是人類能夠參與的最大的結構。雖然它的確很大,但本星系群只佔0.00000000001%的可觀測宇宙。

讓我們來沉思一下這個數字,我們被限制在可觀測宇宙裡的一萬億分之一的空間裡。對我們來說,發現有一個實際的邊界在限制我們,並且永遠去不了別的地方,是一種非常可怕的感受。我們為什麼不能走得更遠?這一切都跟宇宙中的虛空有關。宇宙虛空並不是真正的空著的;它本身擁有能量,被稱為“量子漲落”。

從小範圍來看,虛空裡有不斷的運動,粒子和反粒子產生和湮滅。你可以想象這個量子真空是起泡部分:更密集,密度較小的區域。現在,讓我們回到138億多年前,當宇宙是由虛空組成的。在所謂的大爆炸之後,因為一個叫做“宇宙膨脹”的現象,可觀測宇宙僅僅在幾分之一秒內從一個大理石的大小擴大到萬億公里。

這突如其來的宇宙拉伸發生的如此之快且極端,所有的這些"量子漲落"也同樣被拉伸了,導致一開始的區區亞原子的距離成為了現在銀河系規模的距離,充滿了厚密的區域和密度較低的區域。在膨脹之後,萬有引力重新開始把萬物拉回一起。從大規模來看,萬有引力不能把所有東西都牽制住,但是在小範圍的地方來看,萬有引力還是被優先考慮。因此,隨著時間的推移,密度較大的區域,或”口袋宇宙”,成長為星系群,就像一我們今天生活的地方一樣。萬有引力只有在我們的“本星系群”裡有作用。

但是問題是什麼呢?為什麼我們不能從我們的"口袋"裡旅行到別的“口袋”去?這都是因為“暗能量”讓事情複雜化了。大約六十億年前,宇宙開始充滿了暗能量。基本上,暗能量是一種無形的力和效果,導致並加速了宇宙的膨脹。我們不知道暗能量是什麼,但是我們可以清楚地觀察到它導致的結果。在早期宇宙中,在本星系群裡有比較大的“冷點”,後來增長到具有數千個星系的星系團。

我們被很多事物包圍,但沒有一個結構或星系會被我們的本星系群的引力吸引。所以宇宙膨脹得越多,不同星系群之間的距離就會變得越大。隨著時間的推移,暗能量將我們從宇宙中孤立起來,使得我們最終變得無法接觸到其他星團,星系和星系群。接下來的星系群已經是數以百萬計光年開外了,但它們都在用我們永遠都不能想象到的速度遠離我們。我們可以離開本星系群,然後嘗試飛過星系際空間,但在黑暗中,我們永遠不會到達任何地方。

當在星際中,我們被越來越疏遠,本星系群內將更加緊密結合起來,併合並在一起,在數十億年內,形成一個叫做 “Milkomeda" 的巨大的橢圓星系。但事情變得更加令人消沉了:在某個可預見的未來,本星系群外的事物將是那麼遠,他們會變得難以檢測到,因為只有少量的光子可以達到我們這裡。那些光子的波長會變得長到無法檢測。一旦這種情況發生了,沒有任何從外界來的資訊能達到我們。外界宇宙會從視野中消失。

宇宙變得會永遠從任何一個角度看起來都黑暗和空曠。未來的”Milkomeda”人,會覺得整個宇宙中只有他們自己的星系。當往虛空中望去時,他們只會看到更多的空虛和黑暗;他們將無法看到宇宙背景輻射,他們將無法知道大爆炸發生過。他們將沒有辦法知道我們今天所知道的東西:宇宙膨脹特性,宇宙的起點和終點。他們會認為宇宙是靜態的,永恆的。

Milkomeda將是一個在黑暗中的孤島,慢慢變的越來越暗。但儘管如此,本星系群仍有萬億的恆星,對於人類來說已經夠大了。畢竟,我們現在還是沒有想出來如何離開我們的太陽系,我們還有幾十億年等著我們去探索我們的銀河系。我們能夠在這一刻存在是非常幸運的,因為我們不但能看到我們的未來,還能看到最遙遠的過去。即使在一個被孤立的本星系群裡……

參考資料

1.Wikipedia百科全書

2.天文學名詞

3. 泛星- Kurzgesagt – In a Nutshell

  • mRNA疫苗可誘導對SARS-CoV-2及其多種擔憂的變體的持久免疫記憶
  • 白洞是否真實存在?是數學家憑空捏想,抑或存在於遙遠的過去?