宇宙的边缘是什么样子

上图景象，在地球上，人们用任何仪器，也观测不到那么宏观的宇宙场景。

宇宙大爆炸理论认为，我们的宇宙起始于138.2亿年前。138.2亿年来，宇宙不断膨胀，这个过程中，物质受到引力吸引逐渐汇聚，形成了我们今天看到的宇宙。因为宇宙的广阔和我们的渺小，非常遗憾的是，我们能看到的宇宙非常有限。而仰望星空的人总会想到一个问题，宇宙的边缘是什么样子？

下面，就让我们地球的位置开始，尽可能地向宇宙深处看。

宇宙演化

处在太阳系中观察，我们能够看到的恒星和星系，看起来和太阳系、银河系很类似。但是当我们往越远的地方看，星系会显得没有结构化、更热、更年轻。

在没有光污染的夜里看星空，我们的头顶充满了星星。但如果我们离开地球10万光年(大概银河系的直径)，头顶的星星，都会被抛在我们身后。视角跳出银河系之后，你会发现，宇宙中原来有一片由各式各样的星系组成的星系海洋(目前我们借助天文设备，估计可观测的宇宙中，总共有2万亿个星系)。

星系海洋里的星系们，种类、形状、大小和质量千差万别，星系越远，他们可能越小，质量更小，它们的恒星发出的光泽也更蓝，也越处于星系演化早期。

宇宙演化时间轴

为什么星系在宇宙历史的不同阶段上，表现的不同？在宇宙早期的时候，星系显得：更小，更蓝，更年轻，更原始。

对于一个相对靠近我们的星系来说，它们和我们的年龄差不多。但是当我们看到一个数十亿光年远的星系时，那光需要经过数十亿年才能到达我们的眼睛。如果一个星系的光需要130亿年才能到达我们这里，那么它的年龄肯定不到10亿年，所以我们向宇宙的深处看时，就是在看过去。

哈勃极端深场(XDF)

上面的图像是哈勃极端深场(XDF)迄今为止拍摄到的最深的遥远宇宙图像。在这张照片中，有数千个星系，它们彼此之间的距离千差万别。随着宇宙的膨胀，星系气体云的波长也在延伸，越远的星系看起来就越红，最远的星系是所有星系中最年轻和最小的。

在这些年轻星系更远的地方，宇宙辐射非常的热，以致于中性原子(不显电性的原子)无法形成，光子不断地从带电粒子上反弹。当中性原子形成后，光才开始沿着“直线”流动，不受宇宙膨胀以外的任何因素影响。

宇宙历史

在形成恒星之前，也就是更远的宇宙边缘区域，观测到的只有中性原子。在中性原子更远的地方，是电离的等离子体，然后是自由的质子和中子、物质和反物质的自发产生、自由的夸克和胶子、所有标准模型中的不稳定粒子。越往宇宙的边缘看，就越能看到遥远的过去，宇宙的早期景象。

宇宙边缘想象图

艺术家绘制的可观测宇宙边缘图。这个“边缘”只是时间上的边界。

宇宙大爆炸距今138.2亿年，但是大爆炸理论推测，宇宙在这138.2亿年的时间里，膨胀到了460亿光年(距离尺度)远的地方。因为信息只能在光锥中传播，空间边界我们能看到的也就138.2亿光年(宇宙膨胀速度快过光速)。

可观测到的宇宙

宇宙大爆炸，产生了可观测到的宇宙(宇宙的一部分)。

有科学家猜测宇宙的尺度要大过460亿光

如果我们拍下整个宇宙的照片，并包括光锥以外的部分，宇宙的照片里会有一个由星系、星系团、星系丝和宇宙空洞组成的巨大宇宙网。

宇宙深空照片

宇宙边缘如果有人，在不能瞬间跨越空间距离的情况下，处在他们的位置看我们，也会觉得我们是宇宙的边缘。我们的银河系在他们的眼里，会像其他极远处的星系那样，年轻、处于星系演化的早期阶段。