在宇宙的邊緣會看見什麼？ - 物理雙月刊

為什麼呢？因為我們都是活在三維空間裡的生物。

等等，我以前好像曾經寫過文章，說我們的宇宙是四維的 ... 隨想物理 在宇宙的邊緣會看見什麼？ 撰文者：余海峯博士 發文日期：2017-03-28 點閱次數：9065 分享： 答案是我們什麼都不會看到。

這非因沒有東西在宇宙外面，而是宇宙根本沒有邊緣。

讀者們可能聽說過：我們的宇宙是無邊無際的。

不過這並非指我們的宇宙是無限大的。

實際上，宇宙的大小是有限的，而且我們更可能知道，宇宙正在膨脹。

這聽起來有點不可思議：一個正在膨脹的宇宙，怎會沒有邊界？ 我們要稍微討論一下「維度」這個概念。

維度就是我們常說的2D、3D的那個D，即dimension的意思。

一維可以用一條線表示、二維是一個平面、三維則是一個立體。

好，問題來了：你能夠想像到四維的模樣嗎？我不是說「4D電影」那種震動送風噴水啊⋯⋯咦，我說什麼？ 好了，時間到。

想到四維是什麼樣了嗎？想不到？沒錯，想像不到。

為什麼呢？因為我們都是活在三維空間裡的生物。

等等，我以前好像曾經寫過文章，說我們的宇宙是四維的⋯⋯？ 對，我們的宇宙確實是四維的。

不過並非四維空間，而是四維時空。

時空的意思就是「時間+空間」。

愛因思坦發現我們的宇宙是由三維空間加上一維時間構成的。

牛頓認為時間與空間是獨立於宇宙而存在的。

換句話說，在牛頓力學裡空間和時間就好像房間與掛在牆上的時鐘，房間裡放了一個宇宙；而愛因斯坦卻指出，空間和時間其實就是宇宙本身。

我們的宇宙有了另一個名字：時空，而且它是四維的。

說了這麼多，究竟跟宇宙沒有邊界有什麼關係啊？我們來想像一個氣球，氣球的表面積是有限的而無邊際的，就像我們的地球一樣。

我們可能會以為球體表面是三維的，但其實它只是二維的。

因為我們是生活在三維空間的生物，我們能用三維的視角看二維表面。

現在，假設氣球正在膨脹，我們可以輕易地理解氣球表面如何在三維空間中越變越大。

但如果有一些二維生物生活在這個二維表面上，他們也會發現他們的宇宙是沒有邊界的，但他們不能夠想像它是如何膨脹的。

所以問他們在宇宙邊緣會看見什麼也是沒有意義的，因為氣球表面根本就沒有邊界。

同樣地，如果我們把這個二維氣球在三維空間中膨脹的比喻，套在我們的三維空間正在四維時空裡膨脹，就多少能夠明白我們的宇宙了。

物理學家相信，如果我們在宇宙裡向一個方向走，最後有可能會從反方向回到起點，就好像在地球上一直向東走，最後會從西面回到起點一樣。

  二維宇宙的膨脹。

ImagecourtesyofEugenioBianchi,CarloRovelli,&RockyKolb. 說不定，有些四維生物正在看著我們的宇宙，笑說我們是如何愚蠢呢。

（本文感謝香港立場新聞同意轉載，原文刊載於：https://thestandnews.com/cosmos/在宇宙的邊緣會看見什麼/） Tags: 地球科學 皮皮老師的物理心得 料理物理 料理物理 暗物質 蔡坤憲 教育 APSnews PhysicsToday 生活中的物理 流體力學 豪豬教授的開放講堂 場論 量子電動力學 太空探索 百款物理人 歷史 電學 實作 開放量子系統 諾貝爾獎 量子資訊/通訊/計算 光電物理 表面物理 電磁學 凝聚態物理 生物物理 量子技術 奈米電子 波動力學 晶體 超導體 超流體 科技 原子/分子物理 天體物理 宇宙學 核子物理 化學 統計物理 相對論 宇宙射線 LHCb 粒子物理 量子物理 奈米科技／納米科技 熱力學 力學 醫學 阿文開講 張慧貞 觀念物理 行星 天文學 薛丁格 費曼 愛因斯坦 磁學 能源 光學 電子學 回上一頁 followus 高中生專區 CONTACT MENU