摘要：这个空间规模相对较小，使得观测者能够对其中物体进行观测，原因在于物体发出的光有足够时间抵达观测者。平常我们所说的宇宙直径 930 亿光年，实际指的就是可观测宇宙的大小。
哈勃体积，也被叫做可观测宇宙，它是以观测者为核心的球状空间。 这个空间规模相对较小，使得观测者能够对其中物体进行观测，原因在于物体发出的光有足够时间抵达观测者。平常我们所说的宇宙直径 930 亿光年，实际指的就是可观测宇宙的大小。 
宇宙持续膨胀的现象，显示出其外部另有空间，那么这个外面究竟是什么样子的呢？这表明，理论上我们能够看到这个范围内的星系、星系团等各类物质结构。不过，在距离我们 465 亿光年以外的区域，虽然同样属于宇宙范畴，却成了不可观测宇宙。 更具想象空间的是，在我们所熟知的宇宙（涵盖可观测与不可观测部分）之外，也许还存在多元宇宙。这些多元宇宙相互间毫无关联，也不存在因果联系，这一推测源自暴胀理论。但截至目前，此观点尚未得到证实。 随之而来的是一连串问题：为何仅有 138 亿年历史的宇宙，其可观测直径却能达到 930 亿光年？为何可观测半径之外的宇宙我们无法观测到？我们宇宙之外的多元宇宙又是怎样产生的呢？ 解答这些疑问，或许能帮我们解开众多宇宙谜团。 大爆炸理论的问世，为我们揭示了宇宙现存物质结构的起源与发展脉络。但与此同时，它也带来了新的困惑。大爆炸所基于的“奇点”，那个炽热、致密，充斥着物质粒子与高能辐射的初始状态，究竟是如何形成的？这成了摆在宇宙学家面前的一道难题。显然，大爆炸理论并非完美无缺，除上述问题外，还体现在以下几方面： 其一，微波辐射的温度（即密度）涨落从何而来？这一涨落作为所有物质结构的基础，可看作物质形成的“种子”。 其二，存在空间各向同性问题。从大尺度观察，宇宙物质分布近乎均匀，背后原因值得深入探究。 其三，在几十甚至数百光年外的宇宙区域，彼此相距甚远，未曾进行过信息交换，然而空间温度却保持一致，从微波背景辐射来看，空间各处平均温度稳定在 2.725K，该现象又该作何解释？ 其四，空间为何如此平坦？我们的可观测宇宙与零曲率几乎难以区分，其中必定隐藏着尚未被揭示的奥秘。 尽管大爆炸理论存在这些难以解决的问题，但其在其他方面的成功表现，又让我们难以完全否定它的正确性。于是，科学家们思索，大爆炸理论或许并不完整，在大爆炸之前，是否还存在某种未知状态呢？ 1980 年，美国科学家阿兰·古斯提出了暴胀理论。 该理论指出，暴胀发生在大爆炸之前。也就是说，宇宙的起源并非直接始于大爆炸。在大爆炸之前，空间中不存在任何物质与辐射，仅有充满整个空间的真空能量。真空能量的量子场波动，致使空间在各个不同点呈现指数膨胀态势。这就好比在炉灶上煮一锅热汤，汤里会在不同位置产生气泡。 每一个发生暴胀的区域，未来都有可能形成相互独立且毫无联系的多个宇宙。这便是暴胀理论对多元宇宙的猜想，不过目前这一猜想也无法得到证实。 这意味着，在我们所处宇宙之外，很可能还存在其他宇宙，即在宇宙之外还有更为广袤的空间。我们的宇宙与其他宇宙共同“漂浮”在一个更大的“母宇宙”之中。 那么，在我们的宇宙里，为何会出现可观测宇宙与不可观测宇宙的区别呢？ 在单个发生暴胀的“泡泡”中，有一个就是我们的宇宙。 真空能量推动空间以指数形式膨胀，空间迅速被拉伸。无论宇宙最初形态如何，在暴胀结束后，都会被拉伸得如同平坦空间一般，就像从一个不规则形状逐渐变为规则、平坦的状态（类似从图示中 a 到 d 的变化）。 真空中的能量波动也会随着空间膨胀，迅速蔓延至我们宇宙的各个区域。暴胀结束后，一小部分真空能量衰变成物质，这一过程使宇宙温度升高，产生了热大爆炸的初始状态。 而能量的微小波动，也为日后物质结构的形成提供了密度上细微的不均匀性，微波辐射的密度涨落便源于此。 与此同时，真空能量中的较大部分被封存在真空中，也就是我们如今所说的暗能量。 需要明确的是，从宇宙诞生至今，乃至未来，宇宙都在持续不断地膨胀，从未停歇，并且宇宙的膨胀速度远超光速。在宇宙经历再加热阶段后，大爆炸开启，随后历经一系列粒子间的高能撞击，从而创造出了我们如今已知或未知的所有基本粒子。 然而，直到大爆炸发生 38 万年后，随着宇宙的膨胀与冷却，中性原子才得以形成。 在那个时期，宇宙中还没有恒星、星系等发光的物质结构，这些物质结构是在宇宙诞生后的 5 千万到 1 亿年间逐步形成的。可以想象，当恒星形成并开始发光，其光线向我们传播时，宇宙已膨胀到难以想象的程度。 对于一些距离我们较近的星系，它们发出的光能够在较短时间内到达地球；而那些距离我们较远的星系，其光线则需要更长时间才能抵达。 这是因为光速是有限的，距离越远，光传播所需时间越长。倘若宇宙一直处于减速膨胀状态，那么无论星系距离我们多远，总有一天它们发出的光都会到达地球，这意味着我们的可观测范围会不断扩大，未来我们将能看到更多星系。 然而，由于暗能量的存在，在宇宙诞生 45 亿年后，宇宙开始加速膨胀。 这就导致那些光线尚未到达地球的星系，其光线将永远无法到达地球。 而那些光线已经到达地球的星系，我们能够观测到它们，目前这些星系中最远的已膨胀到距离我们 465 亿光年附近，这一范围就是我们的可观测宇宙。而那些光线始终未能到达地球的星系，则处于可观测宇宙之外。 综上所述，在宇宙暴胀初期，量子场的波动使空间在不同点开始暴胀，进而创造出多个彼此无因果关联的宇宙。甚至有科学家指出，在某些区域，暴胀仍在持续进行，不断创造出新的宇宙“泡泡”。 在单个宇宙中，由于光速限制，同时宇宙膨胀一直在发生且速度超过光速，所以一些星系形成后发出的光始终无法到达地球。因此，我们只能观测到那些光已经到达地球的星系，这些星系所在区域便构成了我们的可观测宇宙。对这些奥秘的探索，将持续推动我们对宇宙的认知迈向更深层次。 来源：趣猫
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