宇宙有没有尽头这个问题我猜很多人都想过,反正我有想过,小的时候觉得宇宙挺不可思议的,它是无穷无尽的吗?在我的小脑袋里是理解不了无穷无尽是一种怎样的状态的……那它是有尽头的吗?那假如我走到宇宙的尽头会怎么样?会看到什么?……这个问题那时的我怎么想也想不通……
现在看来,宇宙当然是没有尽头的,万一有尽头,走到尽头怎么办?撞墙吗?还是一脚踩空?是不是想想都觉得搞笑……
平直空间的疑难
在一百年多年以前,人们一直都认为空间是平直的,但正经人都不会认为他是有尽头的,不然就会发生上述的古怪事情,比如走到尽头会被撞得人仰马翻,又或者一脚踩空掉沟里去……问题是这墙有多高?爬过去又是什么?这沟有多深?掉到底又会怎样?
很显然都无法回答,要么就是无限高,无限深,但既然都是无限,那要它何用?还不如直接说宇宙是无限的呢……没错,那时的正经人就是这么想,宇宙就是无限的,这可以避免很多问题。
解决无限疑难的最佳答案——有限无边的弯曲空间
直到105年前,有个叫爱因斯坦的不良青年……嗯,好像已经不太青年了……他用一套叫做广义相对论的科学理论告诉我们,空间是弯的,你们都是弯的……于是大家都弯了……
但是一个弯了的宇宙就不可能是无限的,因为它最终会首尾相接形成一个闭合的空间。因此,爱因斯坦根据广义相对论提出一个全新的宇宙——超球面宇宙。在超球面宇宙里,空间是有限的,它由于弯曲使自身在有限的距离上闭合成一个三维的超球面了。那么这个有限的超球面宇宙有尽头吗?同样没有。
超球面宇宙既然有限,为何没有尽头?原因其实前面已经说了,因为超球面弯曲至首尾相接了,当你出发走到宇宙的尽头就会发现你其实回到了起点。如果觉得三维超球面不好理解,你试着去掉一个维度变成一个二维球面就很好理解了,你从球面的任意一点沿着二维面(是二维不是三维,刚才已经去掉一维了)向任意一个方向移动一定距离后,就发现你又回到了原点,而你所移动的距离就是三维球体的赤道面的周长。