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宇宙的边界就在140亿光年外,超过这个距离就再也看不见了

今年1月,韦伯太空望远镜又刷新了一次纪录。一个叫MoM-z14的星系得到正式确认,它的红移为14.44,这意味着它呈现的是大爆炸后仅2.8亿年时的样子。

这项研究于2025年5月23日以预印本形式发布,2026年1月正式发表于《Open Journal of Astrophysics》。消息一出,很多人自然会想:只要望远镜越造越大,是不是总有一天能看到宇宙的尽头?

答案可能会让人失望。看向太空深处,其实是在回看过去。

越过最早的星系,恒星就彻底看不到了;再往前,宇宙越来越热、越来越稠密,光也越来越难传播。到了大爆炸后约38万年,出现了宇宙微波背景辐射。

它是人类能直接看到的最古老的光,从四面八方包围着地球,常被画成一层包住一切的发光外壳,看上去就像宇宙的边界。但这个画面有误导性。

那层光芒并不是空间的尽头,而是早期宇宙刚刚变得透明的那一刻。在那之前,物质是带电粒子组成的致密等离子体,光子不停地被散射,根本跑不出来。

所以它更像一道帷幕,遮住了更早的历史。科学家们正在寻找原始引力波等古老信号,想看看帷幕后面藏着什么。

能看到的最深处,不一定就是存在的最远处。还有一个乍一看说不通的数字。

宇宙年龄约138亿年,可今天能观测到的最远区域距离地球约460亿光年。光怎么可能在不到140亿年里走完460亿光年?

原因在于,光在路上走的时候,空间本身也在膨胀。一个光子几十亿年前出发,一直朝地球飞来,可它和地球之间的距离也在不断被拉长。

等它终于到达,发出它的地方早已远得多了。所以,今天可观测宇宙的直径大约是930亿光年。

更奇妙的是,这个可观测范围并不固定,它取决于观测者站在哪里。假如几十亿光年外也有一个文明,它看到的是另一个以自己为中心的球形区域,里面有地球看不见的地方,反过来也一样。

没有哪个位置能看清一切,每个观测者都只能收到信号来得及送到自己面前的那部分宇宙历史。现在说说那个广为流传的“140亿光年”。

在距地球约140亿光年的地方,宇宙膨胀造成的退行速度正好等于光速,天文学上叫“哈勃球面”。这并不违反相对论,因为不是星系本身在空间里飞,而是空间在被撑大。

严格来说,真正决定“此刻发出的光还能不能到达地球”的是宇宙事件视界,它比140亿光年还要远一些,大约在160多亿光年处。不过两个说法讲的是同一件事:星系一旦越过那条线,它现在发出的光就永远追不上地球了。

按照一些估算,可观测宇宙中的星系,九成以上此刻已经越过了这道界限。夜空里依然能看到它们,只是因为它们几十亿甚至上百亿年前发出的光,到今天才刚刚落进望远镜。

望远镜里那些密密麻麻的星系,看到的都是它们的过去,说它们是“宇宙的幽灵”也不夸张。可以想象一个星系慢慢靠近这道看不见的门槛。

它不会爆炸,也不会消失,当地什么都没发生。但从地球看过去,它的信号被拉得越来越长、越来越弱,最后再也不会有新消息传来。

这种未知和别的未知不一样:望远镜放大一万倍,也收不到从来没送到的信息;就算再等一百万年,也不一定能等到答案。这一切的源头,要从将近一百年前说起。

1929年之前,包括爱因斯坦在内,大多数科学家都认为宇宙是静止不变的。后来哈勃发现,遥远星系的光普遍发生红移,而且距离越远,退行速度越快,宇宙原来在膨胀。

到了上世纪90年代末,对遥远超新星的观测又带来一个更惊人的发现:宇宙膨胀不但没有减速,反而在加速。推动加速的就是暗能量,它约占宇宙总质能的七成。

暗能量到底是什么,至今没人说得清。2025年3月19日,暗能量光谱仪DESI团队公布结果,联合宇宙微波背景和超新星等测量后,数据显示暗能量的影响可能在减弱,证据强度在2.8到4.2个西格玛之间,还没有达到5西格玛的发现门槛。

今年7月30日,DESI又发布了基于莱曼阿尔法森林的新分析,误差明显缩小,中心值向标准宇宙学模型靠拢。宇宙将来怎么膨胀、视界怎么变化,都取决于暗能量。

这场争论还没有结果。如果加速膨胀一直持续,结局会相当冷清。

有研究推算,大约千亿年后,除了本星系群里那几个可能早已合并的成员,夜空中将看不到任何河外星系。那时的天文学家无论多聪明,都测不到红移,也发现不了哈勃定律,宇宙大爆炸留下的证据也会被膨胀抹掉。

他们根据手头的全部证据,会得出一个合乎逻辑却完全错误的结论:宇宙里只有自己这一个星系。想到这里,让人心里一沉,也让人觉得庆幸,人类恰好生活在一个还能看清宇宙来历的时代。

也正因为这样,各国都在抓紧时间看宇宙。美国东部时间2026年8月30日,罗曼空间望远镜由重型猎鹰火箭发射,前往日地第二拉格朗日点。

中国的巡天空间望远镜也在加紧准备:1月7日,其科学仿真研究系列成果在国际期刊《天文和天体物理学研究》以专刊形式在线发布,望远镜正准备最早于2027年初发射。它发射后将与中国空间站共轨独立飞行,开展巡天观测,必要时短期停靠空间站进行补给和维护升级,视场约为哈勃的300倍,在暗物质、暗能量研究上很值得期待。

这些设备都越不过宇宙视界,但能帮人类在视界之内把宇宙看得更清楚。那么,视界之外到底有什么?

最稳妥的科学回答很简单:大概率还是宇宙,更多的星系、更多的物质、更多的空旷空间。真正的问题是还有多大。

暴胀理论认为,极早期的宇宙经历过一段异常剧烈的膨胀,今天整个可观测宇宙,起初可能只是一个大得多的区域里的一小块。把可观测宇宙不断缩小,它先占满画面,然后变成一个圆,再变成一个小点。

目前的宇宙学没法告诉人类该缩到哪里为止。整个宇宙也许只比可见部分大一点,也许大得难以想象,也可能无限延伸。

观测显示,在能测量的最大尺度上,空间非常接近平坦,可平坦的宇宙既可能无限大,也可能只是大到曲率测不出来。一些暴胀模型还设想,暴胀在别处可能还在继续,在不同区域先后结束,形成彼此隔绝的巨大区域,“永恒暴胀”和“多元宇宙”的说法就是这么来的。

但必须说清楚:至今没有发现另一个宇宙,也没有任何一张它的照片,多元宇宙仍然只是理论上的可能。能比较有把握说的事情已经够奇特了。

视界之外,也许有星系在那里诞生、演化,恒星形成,行星绕转,理论上甚至可能有文明兴起又消亡,而这一切都不会有任何信号传到地球。不是被尘埃挡住了,也不是望远镜不够好,而是这些信息从一开始就进不了人类的可观测宇宙。

几百年来,每台新望远镜都让已知的宇宙变大一些,人们很自然地以为,仪器越来越好,总有一天能看到一切。可宇宙学里最大的障碍也许不是距离,而是因果关系。

当人类望向最远的地方,看到的也许不是现实的尽头,而只是现实允许人类看到的尽头。宇宙有多大,可观测宇宙可能永远回答不了;它只能告诉人类,能看到的有多少。