宇宙是一个轮回？天文学家推演，千万亿年后宇宙将再次爆炸

宇宙有边界吗？如果它是无限的，那"无限"到底意味着什么？如果它是有限的，那走到尽头之后，又会看到什么？

这些问题听起来像是小孩子睡不着觉才会琢磨的东西，但天文学家和物理学家一辈子都在跟它们较劲。

今天我们知道，宇宙诞生于大约138亿年前，从那时起一直在膨胀。

既然它在膨胀，那它总该有个边缘吧？在某种意义上，还真有。信息的传播速度不能超过光速，这句话是理解整件事的钥匙。

它意味着我们只能看到那些光线在过去138亿年里有足够时间抵达我们这里的宇宙部分。

当我们向外望去，看到的是一个以我们为中心的球体，天文学家管它叫"可观测宇宙"。但事情比这还要绕一点。

因为宇宙一直在膨胀，我们现在能看到的最遥远的物体，它们的光线出发时距离我们没那么远，可等光真正抵达时，那些物体已经跑到了距离我们450亿光年的地方。

所以可观测宇宙其实是一个半径为450亿光年的大球，里面装着大约2000亿个星系，每个星系又有数千亿颗恒星。

对我们而言，宇宙确实有一个边缘。我们不断向过去回望，直到再也没有过去可看。这个边缘更像是时间上的边缘，从某种意义上说没啥物理意义，真实的宇宙一定比我们能看到的更大。

可到底大多少？答案有两种可能。

一种是宇宙非常大但有限，一种是它真的无限。有限宇宙听起来很好理解——如果你想拿冰淇淋把它填满，你可以做到，虽然要用掉一个天文数字的冰淇淋，但那毕竟是一个有限的数字。

但这里立刻冒出一个古怪的问题：这样的宇宙应该有一堵墙，一个空间终结的地方。如果有边缘，那边缘之外应该还有点什么。

可宇宙按定义就是"一切存在"。"一切存在"之外怎么可能还有东西？

物理学有一种取巧的办法：你可以有一个没有边界、但仍然能被有限冰淇淋填满的宇宙。想象一只极小的蚂蚁爬在橙子皮上，它只能看到脚下那一小块，就像我们只能看到宇宙一小块。

可如果它一直朝一个方向爬，最终会绕一圈回到起点。橙子皮不是无限的，但也没有边界。

宇宙可能就有点像那层橙子皮——不是一个普通的球，而是一个"超球面"，三维空间在更高维度里自我卷曲。这画面我们的大脑很难想象出来，但结论很清楚：没有边界，也没有超球面之外。

如果你开着飞船一直朝一个方向飞，理论上你会飞回地球。这一切说得通吗？归根到底还是引力在操盘。

质量通过弯曲时空来产生引力，这种弯曲在质量所在处最强，然后无限延伸出去，像时空这块布上的一种极其轻微的张力。所有质量加在一起，就有可能让整个宇宙微微弯曲，最后卷回自身，形成那种超球面结构。

但如果宇宙真是无限的呢？那就要面对另一个更难受的问题：一个已经无处不在的东西，怎么还能变得更大？

答案是，宇宙膨胀并不是指宇宙"往外扩"，而是星系之间的距离在拉长。哪怕是无限的空间，也可以变得更大。

欢迎来到无限的悖论世界。

物理学家天然讨厌"无限大"这个词，在他们眼里，无限大通常意味着理论出了漏洞，而不是大自然真的如此。

所以从几十年前开始，就有人尝试给这个漏洞打补丁，引入新的物理效应来避免那种极端的坍缩或撕裂。宇宙循环、宇宙轮回的想法，就是这些修补工作的副产品之一。

按目前的观测，宇宙的膨胀不但没停，反而越来越快。如果一路这样下去，结局无非两种：所有恒星耗尽燃料，一切归于冰冷黑暗；或者更惨烈一点——连原子都被那股加速的力量撕碎，物理学家管这种末日叫"大撕裂"。

推动这种加速膨胀的东西，被叫做"暗能量"。传统模型假设它是一个常数，永远不变。

但一些研究者认为，它可能会慢慢衰减。中国科学院高能物理研究所参与的国际暗能量巡天（DES）近年也给出了相关的独立检验，指向一种被称为"精灵暗能量（Quintom）"的理论——暗能量的强度可能随时间变化。

如果它真的一点一点弱下去，弱到某个临界点，引力就会重新占上风，宇宙的膨胀就会停住，然后开始反过来收缩，这就是所谓"循环宇宙"图景的物理基础。

在千万亿年的尺度上，宇宙就像在呼吸——膨胀是吸气，收缩是呼气，每一次循环都是一次新的开始。我们现在正处在某一次吸气的过程中，距离下一次呼气还有无比漫长的时光。

理论上，收缩到极致之后，宇宙会再次坍缩到一个高温高密度的奇点，然后再一次爆炸，开始新一轮的故事。甚至有诺贝尔奖得主提出过更激进的猜想：上一个宇宙留下的痕迹，可能就藏在我们今天看到的宇宙微波背景辐射里。

也就是说，如果理论成立，上一次"呼气"的余温，说不定就散布在我们头顶的星空之中。这些想法目前还不能被明确证实，但研究者正在用越来越严格的数学语言，把这种直觉变成可以计算、可以检验的东西。

不管宇宙是有限的、无限的，还是循环往复的，无限本身还能带出更古怪的推论。当你开着飞船沿直线旅行，你会遇到新的星系、新的恒星、新的行星，也许还会遇到你想象不到的奇特生命。

但走得足够远之后，你可能会发现宇宙里最不可思议的东西——你自己。

这怎么可能？

因为构成一切的粒子种类是有限的，有限种粒子只能以有限种方式组合。这个数字大得让我们大脑觉得像无限，但它并不真是无限。

有限的构建方式加上无限的空间，重复几乎是必然的。

当然，"可能发生"不等于"一定会发生"。

也许宇宙真的永远延伸下去，但只有那些无聊的组合无限重复，独一无二的你还是独一无二的。可如果物理定律在任何地方都一样，那么在遥远的某处，气体也会孕育恒星和行星，化学反应也会孕育出原始的遗传信息，最终演化出一群学会拍内容、写文章的猿类。

这样的事在地球上至少发生过一次，所以概率不为零。即使一个和你完全一样的复制品出现的概率几乎为零，"几乎为零"在无限宇宙里仍然是一个大到吓人的数字。

可惜你永远遇不到它。有人估算过，要找到第二个和现在的地球一模一样的地球，你大概需要走10的10的29次方倍可观测宇宙的距离——1后面跟着100亿亿亿个零倍。

这种"遥远"某种意义上就等于"永远远"。

无论是无限宇宙的重复，还是千万亿年后的再次爆炸，纸面上都说得过去，但目前没有一个是可以直接检验或证明的。如果宇宙真是无限的，我们永远不会知道；如果它真的会循环，我们这一代人也不会亲眼看到那一天。

对我们而言，宇宙是有限的，有一个我们能看到的边缘——那是时间的边缘。

我们能与之互动的一切，都在可观测宇宙之内，而且很可能永远如此。至于宇宙会不会在千万亿年后重新爆炸、开始下一轮呼吸，那是留给未来观测者和理论家的谜题。

我们只不过是在138亿年宇宙历史中短暂存在的一瞬。但正是这一瞬，我们居然有能力去追问宇宙的命运，这件事本身就已经足够了不起。

即使这个有限的宇宙对你而言感觉很小，它也足够大，足以装下我们和后代所有能想到的梦想。对我们所有人来说，它已经无限地足够了。