对宇宙大规模结构的仿真表明了复杂的非重复星团。 但是从我们的角度来看，我们可以看到宇宙的有限体积。 超越了什么？138亿年前，众所周知的宇宙始于大爆炸。 在这段时间里，空间扩大了，物质经历了引力的吸引，结果我们得到了今天观察到的宇宙。 但是，即使它很大，我们的观察也有局限性。 在一定距离处，星系消失，恒星逐渐消失，并且我们没有收到来自遥远宇宙的信号。 但是，超出此限制的是什么？ 读者本周问：
如果宇宙的体积是有限的，那么它的边界在哪里？ 有人可以靠近她吗？ 她长什么样？
让我们从当前位置开始，并尽我们所能。
我们在附近看到的恒星和星系看起来就像我们的恒星和星系。 但是，我们越看越深，对宇宙的过去的了解就越深：那里的结构化程度更低，更年轻，而且发展程度还不高在我们附近，宇宙充满了恒星。 如果您飞走100,000光年，则可以预订银河系。 它的背后是星系的海洋-在可观测的宇宙内部可能有2万亿。 有大量的品种，形状，大小和质量。 但是，看着更遥远的星系，您会发现一些不寻常的现象：星系越远，它的大小和质量越可能越小，并且它的恒星比最近的星系更倾向于蓝色。
在宇宙历史上不同时间的星系之间有什么区别如果宇宙有一个开始：生日，这是有道理的。 那就是我们知道的宇宙诞生之日的大爆炸。 与我们年龄相对接近的银河系年龄与我们的年龄相吻合。 但是，看着数十亿光年远的星系，我们看到的光必须经过数十亿年才能到达我们的眼睛。 银河系的光需要130亿年才能到达我们的年龄，它应该不到10亿年，而更深入地研究太空，我们实际上是在回顾过去。
哈勃计划极限深场获得的紫外线，可见光和红外光的合成物-遥远宇宙中最大的释放图像上面是哈勃
极限深场 （XDF）项目的图像，这是遥远的宇宙的最深图像。 可见到成千上万个星系，它们之间的距离相距非常远。 但是用简单的颜色，不可能看到每个星系都有一个特定的光谱，由于原子的简单物理原理，气体云吸收了非常特定波长的光。 随着宇宙的膨胀，这个长度被拉长了，所以更遥远的星系对我们来说似乎更红色。 这种物理学使我们能够对到它们的距离做出假设，当我们安排这些距离时，事实证明最年轻和最小的星系是最远的。
在星系的后面应该是第一颗恒星，然后只有中性气体-宇宙没有时间将物质拉入足够密度以形成恒星的结构中。 几百万年前过去了，我们将看到宇宙中的辐射是如此之热，以至于那里无法形成中性原子，这意味着光子不断从带电粒子上反弹。 当形成中性原子时，该光应沿一条直线行进并永远行进，因为它除了受宇宙膨胀的影响外，什么都没有。 50年前发现这种残留的辉光-遗迹辐射-是对大爆炸的最终确认。
描述离子化的宇宙历史的系统图。 在恒星和星系形成之前，宇宙充满了中性原子，这些中性原子阻挡了光。 尽管大部分宇宙仅在5.5亿年后才进行了电离，但实际上在此之前，实际上还有一些幸运的地方被电离了。从我们当前的位置，我们可以朝任何方向看，并看到相同的空间历史进程。 今天，在大爆炸发生了138亿年之后，我们有了我们所知道的星系和恒星。 以前，星系较小，较蓝，较年轻且发育较差。 在那之前有第一颗恒星，在那之前只有中性原子。 在中性原子之前有电离的等离子体，在其之前-游离的质子和中子，物质和反物质的自发出现，游离的夸克和胶子，标准模型的所有不稳定粒子，以及最后的大爆炸时刻。 多看远方与回顾过去一样。
以可观察的宇宙的对数概念的形式表示艺术家。 星系后面是大型结构，后院有大爆炸的热密等离子体。 边缘是仅在时间上的边界。尽管这定义了我们可观察到的宇宙-大爆炸的理论边界位于
距我们位置461亿光年的位置 -但这并不是真正的空间边界。 这只是一个时间表。 我们所看到的内容是有局限性的，因为光速使得信息从炎热的大爆炸时代起仅传播了138亿年。 由于宇宙的结构已经扩展（并且还在继续扩展），所以这个距离超过了138亿光年，但这肯定是有限的。 但是大爆炸之前的时间呢？ 如果您以某种方式跌落到宇宙拥有最高能量，稠密，炽热，充满物质，反物质和辐射的能量之前，会看到什么呢？
通货膨胀提供了一个热烈的大爆炸，并产生了一个可观察到的宇宙，我们可以使用它。 通货膨胀的波动已经种下了目前结构不断增长的种子您会发现宇宙膨胀状态，其中宇宙飞速膨胀，而宇宙本身固有的能量占主导地位。 当时的空间呈指数扩展，被拉伸到平坦状态，在所有位置都获得了相同的特性，然后存在的粒子沿不同方向散射，量子场中固有的涨落在整个宇宙中扩展。 当通货膨胀在我们所处的地方结束时，一个炙热的大爆炸使宇宙充满了物质和辐射，并催生了我们今天所看到的那部分宇宙-可观察到的宇宙。 而现在，在138亿年后，我们拥有了自己的财产。
从我们的角度来看，可观测的宇宙可以在各个方向上扩展460亿光年，但是与我们所处的宇宙相似，宇宙中肯定还有更多不可观测的部分，甚至可能是无限的。我们的位置在空间和时间上都没有什么不同。 我们在460亿光年的视野中看不到这个边界或这个位置具有任何特殊意义。 这仅仅是我们视野的限制。 如果我们能够以某种方式拍摄整个宇宙的照片，并超越观察到的边界，例如在大爆炸之后已经达到138亿年，那么所有这些看起来都将与我们最近。 它将拥有一个由星系，星团，
银河丝 ，宇宙
空隙组成的巨大的宇宙网络，延伸到我们看不见的相对较小的区域之外。 任何地方的观察者都会看到一个与我们从我们的角度看非常相似的宇宙。
宇宙最遥远的观测之一显示附近的恒星和星系，但来自外围地区的星系看起来更年轻且发育程度较低。 从他们的角度来看，它们已有138亿年的历史，并且更加发达，在我们看来，它们就像数十亿年前一样个人细节会有所不同，因为我们的太阳系，星系，当地星系等的细节会有所不同。 从另一个观察者的细节。 但是宇宙的数量是不受限制的，只有我们观察到的部分是有限的。 原因是临时边界-大爆炸-使我们与其他地区分开。 我们只能在望远镜的帮助下接近它，从理论上讲，这是对宇宙的研究。 在我们弄清楚如何胜过当前的单向时间之前，这将是我们了解宇宙“边界”的唯一方法。 但是在太空中没有界限。 据我们所知，在我们可观察的宇宙边缘的某个人只会在他可观察的宇宙边缘看到我们！
伊桑·西格尔 （ Ethan Siegel） -天体物理学家，科学普及者，《爆炸的开始》的作者！ 他写了《超越银河》（ Beyond the Galaxy ）和《追踪学：星际迷航的科学》（ Treknology ）一书。常见问题： 如果宇宙在扩展，为什么我们不扩展 ； 为什么宇宙的年龄与所观测的半径不一致 。