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宇宙科普动画解说素材《深入宇宙》讲述仰望星空,心中涌起对宇宙无尽的好奇与思索?宇宙如此浩瀚无垠,那它的尽头究竟藏着怎样的奥秘?是璀璨星河的延续,还是无尽黑暗的深渊?

根据目前主流的宇宙大爆炸理论,因为现在的宇宙空间正在不断膨胀,如果让时间倒退到某一个时刻,整个宇宙将是一个无限小的奇点,我们的宇宙就是诞生于这个奇点的大爆炸,时间是在138亿年前。爱因斯坦的相对论表明,光速是这个宇宙中最快的速度,既然宇宙的存在时间是138亿年,那么,我们最远看到的距离就是138亿光年,这是否意味着宇宙的尽头就在138亿光年之外呢?

宇宙一开始非常小,巨大的能量聚集在一起,使得温度非常高,物质都是处于等离子体状态,那时的宇宙中没有自由光子。因为在致密并且高温的早期宇宙中,光子与带电粒子相耦合,光子无法在等离子体中穿行,所以早期宇宙是完全不透明的。到了37.9万年之后,空间膨胀到足够大的范围,物质和能量分散开来,宇宙冷却下来,原子核与电子结合成了中性原子。光子与带电粒子退耦,宇宙中发出了最早的一批光子。

在如今的宇宙中,我们还能接收到来自138亿年前的光子,它们已经处于微波波段,温度也只有-270.42 ℃,只高出最低温度绝对零度不到3度,这些光子被称为宇宙微波背景辐射,这是宇宙大爆炸理论的一大关键证据。当我们回溯宇宙时间,最终只能看到宇宙微波背景辐射,当年发出这些光子的区域被称为最后散射面。更早之前的宇宙始终被挡住,我们无法通过光学手段看到宇宙大爆炸发生不久后的景象。由于空间的膨胀不受相对论限制,速率比光速还快,这使得我们所能观测到的宇宙距离远远大于138亿光年。根据Λ-CDM模型,结合宇宙微波背景辐射的观测数据来计算,最后散射面已经退行到465亿光年之外,这是我们所能观测到的宇宙尽头。那么,在这之外究竟还有什么呢?

爱因斯坦曾提出,如果宇宙有尽头,那尽头或许是一片名为 “界海” 的神秘区域。他认为,现阶段宇宙处于青年时期,还在不断膨胀。我们所处的宇宙边缘,时空秩序相对平稳,物理法则守恒。然而在界海之处,所有物理法则、空间法则以及世界秩序相互交织、混乱不堪,就像一片波涛汹涌的 “规则海洋”。在那里,万有引力定律、相对论等我们熟知的物理规律,全都混杂在一起。而且,界海没有常规意义上的空间概念,它仿佛一道无形的界壁,据说任何进入其中的物质,哪怕是黑洞这样的宇宙 “巨无霸”,都会被无情地撕成碎片,时间和空间也概莫能外。当然,这只是基于爱因斯坦的理论推导,以目前人类的科技水平,还远远无法触及这片神秘的界海,它依然隐匿在无尽的黑暗与未知之中,等待着未来的探索。

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