如果說宇宙是有邊界的，那麼它的外面是什麼呢？

06-20

假如說宇宙沒有邊界，那麼宇宙中就應該有無限多的恆星，不論你朝天空哪個方向望去，都應該能看到無限多的恆星。雖然每一顆恆星的光很暗弱，但無限的恆星的光芒合起來就會無限地亮。如果真是這樣的話，地球上就不應該有黑夜，背朝太陽那一邊也應該很亮。

宇宙是什麼？

如果說宇宙是有邊界的，那麼它的外面是什麼呢？其實，這樣提問題本身就是荒唐的。

如果你問宇宙外邊是什麼，就等於你已經承認宇宙有邊界，否則怎麼會有外面呢？儘管這個問題難以回答，但因為它是物理學研究領域中的一個極其重要的宇宙學問題，所以歷代科學家都在積極地加以探索，力爭對此做出合理的解釋來。

在伽利略和牛頓之前，許多人信奉亞里士多德的觀點

，認為宇宙是一個有限的結構，宇宙的最外層是由恆星天體構成的，因此恆星天體就是宇宙的邊界，在它之外，就沒有空間了。可以說，哥白尼的「太陽中心說」就是建立在這種假說的基礎上的。

在牛頓生活的時代，科學家們開始接受無限無邊的觀點，即認為宇宙的體積是無限的，也沒有空間邊界。

宇宙空間是一個三維無限的歐幾里德多向空間，即在上、下、左、右、前、後這6個方向上，都可以一直走下去，以至延伸到無窮遠。

這種宇宙無限的觀點在打破中世紀宗教神學的精神枷鎖的鬥爭中，起過非常積極的作用，但它跟亞里士多德的學說一樣，都是沒有被證明的科學假說。

在牛頓的力學中，每當探討一個有限的力學體系的運動時，總要假定可以選取的一個參考系，使引力勢（相當於電學中的中勢）在無限遠處成為常數。

如果承認牛頓的無限宇宙圖像，認為物質均勻地分布在整個無限空間之中，那麼，根據牛頓力學又會得到無限遠處引力勢必不可能為常數的結論，這就是一個矛盾。

如果要證明無限遠處引力勢必為常數，就要放棄物質均勻分布在整個無限空間內的假設，並認為物質主要集中在我們周圍的有限空間，那麼無限遠處雖然是常數，但物質的宇宙卻仍然是有限的。因此，牛頓力學在原則上不能用於描述無限宇宙這一物理體系。

進入20世紀後，愛因斯坦提出了「廣義相對論」的理論，他認為不應先驗地假定宇宙空間必定是三維無限的歐幾里德空間，因為宇宙的空間結構並不是與宇宙間的物質運動無關的。

愛因斯坦提出了第一個宇宙模型，它既不是亞里士多德的有限有邊體系，也不是牛頓的無限無邊的體系，而是一個有限無邊的體系。

所謂有限是指空間體積有限；所謂無邊，指的是這個三維空間並不是一個更大的三維空間中的一部分，它已經包括了全部空間。實際上，有限無邊的概念並不是在愛因斯坦的宇宙模型中才第一次提到。在他之前，亞里士多德就認為大地並不是平坦無邊的，而是一個球形的。實質上，這就是用有限無邊的球面結構代替了無限無邊的平面結構。

我們可以這樣來解釋愛因斯坦提出的這個有限無邊的世界：假如有一隻小螞蟻在一隻大球上爬行，這個球本身是有限的，但球面根本沒有邊界，對於螞蟻來說又是無限的。我們人類和這隻螞蟻一樣，就生活在這樣一個有限而無邊的宇宙中。

在愛因斯坦之後，天文學家又提出了新的宇宙模型學說。這種學說認為，宇宙的空間尺度一直在隨著時間而不斷增大，也就是說，宇宙正在不斷膨脹。

宇宙自從誕生到現在，時時刻刻都在膨脹，一直沒有停止過。我們已經知道，類星體是離我們最遠的星星，最遠的類星體大約離開我們有100億光年。這個範圍大致上也就是目前我們觀測到的宇宙的大小。這麼大的宇宙中總共有多少個物質呢？有人做過一計算，如果把所有的物質都做成太陽，那麼整個宇宙內就可以有1000萬億億個「太陽」，也就是在1後面跟23個零。既然宇宙處在不斷膨脹的運動中，那麼它的邊界每時每刻都應該有具體的位置。從這個意義上說，宇宙應該是有限的。然而，宇宙的邊界又在不斷地向外擴展，科學家們還無法推算出它最終將膨脹到什麼程度，會不會永遠膨脹下去。從這個意義上講，宇宙又是無限的。說到這裡，我們不能不這樣認為，宇宙中存在著千千萬萬個謎，而宇宙本身就是一個最大的謎。