哈勃望远镜的影像显示了一大团PLCK_G308.3-20.2星系，它们在黑暗中明亮地发光。 这就是遥远的宇宙的巨大部分。 但是，已知的宇宙延伸了多远，包括我们无法观察到的部分呢？138亿年前，发生了大爆炸。 宇宙充满了物质，反物质，辐射，并以超热和超稠密但膨胀和冷却的状态存在。 迄今为止，它的体积，包括我们正在观察的宇宙，已经扩大到其半径为460亿光年，并且今天第一次进入我们的眼睛的光满足了我们可以测量的范围。 接下来是什么？ 宇宙的不可观测部分呢？ 这正是我们的读者想知道的：
我们知道被观测宇宙的大小，因为我们知道它的年龄（至少从相变的那一刻开始），并且我们知道光是如何传播的。 我的问题是为什么描述遗物辐射和其他预测的数学方法不能告诉我们宇宙的大小？ 我们知道她有多热，现在有多冷。 规模不影响这些计算吗？
哦，只要这么简单。
定义了宇宙的历史以及借助各种仪器和望远镜可以回顾的过去。 但是我们可以说，借助重言式，我们的观察只能提供有关其被观察部分的信息。 其他所有内容都必须进行猜测，这些猜测仅与它们所基于的假设一样好。如今，宇宙寒冷而结块，并且正在膨胀并具有引力作用。 放眼太空，由于光速有限，我们不仅可以看到很远的距离，还可以看到遥远的过去。 宇宙的遥远部分不那么块状，更均匀，在重力的影响下，它们花费更少的时间来形成更大，更复杂的结构。
从我们这里撤出的早期宇宙也更热。 膨胀的宇宙导致通过它传播的光的波长增加。 随着它的扩展，光失去了能量，变得凉爽。 这意味着在遥远的过去，宇宙更热-我们通过观察宇宙的遥远部分的特性来确认这一事实。
2011年的一项研究（红点）提供了当今最好的证据，表明过去CMB的温度更高。 来自远方的光的光谱和温度特性证实了我们生活在一个不断扩大的空间中的事实。我们可以通过研究高温高密度早期状态遗留下来的辐射，来测量大爆炸之后138亿年今天的宇宙的温度。 今天，它在光谱的微波部分表现出来，被称为遗迹辐射。 它适合一个完全黑体的发射光谱，温度为2.725 K，很容易证明，这些观测结果与我们宇宙的大爆炸模型预测相符，具有令人惊讶的准确性。
太阳的真实光（左，黄色曲线）和全黑的身体 （灰色）。 由于太阳光球的厚度，它更多地指的是黑体。 右侧是真实的遗体辐射，与COBE卫星测得的黑体辐射一致。 请注意，右侧图表上的误差分布非常小（大约400 sigma）。 理论与实践的巧合是历史性的。而且，我们知道辐射的能量如何随着宇宙的膨胀而变化。 光子能量与波长成反比。 当宇宙小两倍时，从大爆炸中遗留下来的光子的能量就会增加两倍。 当宇宙的大小是其电流的10％时，这些光子的能量将增加10倍。 如果我们想回到宇宙大小为当前电流的0.092％的那一刻，我们发现宇宙的温度是今天的10
89倍：约3000 K.在这些温度下，宇宙能够电离其中包含的所有原子。 整个宇宙中的所有物质都以电离等离子体的形式代替了固态，液态或气态物质。
当自由电子和质子与光子碰撞时，随着冷却和膨胀，它变成对光子透明的中性和透明的宇宙。 左侧是发射CMB辐射之前的电离等离子体，右侧是对光子透明的中性宇宙。我们来了解当今宇宙的规模，了解三个相关问题：
- 当今宇宙的发展速度有多快-我们可以通过几种方式对此进行衡量。
- 今天的宇宙有多热-我们可以通过研究遗物辐射来找出。
- 宇宙由什么组成-包括物质，辐射，中微子，反物质，暗物质，暗能量等。
使用宇宙的当前状态，我们可以推断出宇宙大爆炸的早期阶段，并得出宇宙年龄和大小的值。
以光年为单位，以对数表示观测到的宇宙的大小，以对数表示自大爆炸以来经过的时间。 所有这些仅适用于可观察的宇宙。从所有可用的观测数据集中，包括遗物辐射，超新星数据，大型结构的观测数据和重子声波振荡，我们得到了一张描述我们宇宙的图片。 大爆炸之后的138亿年，其半径为461亿光年。 这是观察到的边界。 距离更远的所有事物，即使是从炽热的大爆炸那一刻起以光速移动，也将没有足够的时间到达我们手中。 随着时间的流逝，宇宙的年龄和大小都会增加，并且我们所看到的总是存在界限。
对数刻度上可观察到的宇宙的艺术表示。 请注意，我们对过去的了解有限，即自炙手可热的大爆炸以来已经过去的时间。 这是138亿年，或者（考虑到宇宙的膨胀）460亿光年。 生活在我们宇宙中的每个人，在任何时候都将看到几乎相同的画面。关于宇宙超出我们观测范围的那部分，我们能说什么呢？ 我们只能根据物理定律以及我们在可观察部分中可以测量的内容进行推测。 例如，我们看到宇宙在很大程度上是空间平坦的：它没有正向或负向弯曲，准确度为0.25％。 如果我们假设我们的物理定律是正确制定的，那么我们可以评估宇宙有多大，直到它自身闭合。
热区和冷区的大小及其比例表示宇宙的曲率。 我们能够精确测量的程度看起来非常平坦。 声子重子振荡提供了另一种对曲率施加限制的方法，并导致相似的结果。斯隆的数字天空调查和
普朗克卫星为我们提供了当今最好的数据。 他们说，如果宇宙甚至弯曲，自身闭合，那么我们可以看到的那部分与平坦的部分就很难区分，其半径应不小于被观察部分半径的250倍。
这意味着，如果其中没有拓扑奇数，则不可观测的宇宙的直径至少应为23万亿光年，其体积至少应比我们观察到的大一千五百万倍。 但是，如果我们允许我们在理论上进行争论，那么我们可以令人信服地证明，不可观测的宇宙的大小甚至应该大大超过这些估计。
从我们所处的位置来看，所观测到的宇宙在各个方向上的大小都可以达到460亿光年，但是，超出这些限制，肯定存在很大一部分，类似于我们所看到的那样，是不可观察的，甚至是无限的。 随着时间的流逝，我们将能够看到更多，但不是全部。炙手可热的大爆炸可能标志着我们所知的可观测宇宙的出现，但并未标志着时空本身的起源。 在大爆炸之前，宇宙经历了一段宇宙通货膨胀时期。 它没有物质和辐射，也不热，但是：
- 充满了太空本身固有的能量，
- 以恒定的指数速率扩展，
- 并以如此快的速度创造了一个新的空间，以使最小长度<a
普朗克长度 [1.6×10
-35 m]，延伸到今天每10
-32秒观察到的宇宙大小。
膨胀会导致空间呈指数增长，这会很快导致弯曲或不光滑的空间看起来很平坦的事实。 如果宇宙是弯曲的，则其曲率半径至少比我们观察到的半径大数百倍。在我们这个宇宙中，通货膨胀确实已经结束。 但是，我们不知道答案的三个问题极大地影响了宇宙的实际大小以及它是否是无限的：
- 通货膨胀之后催生了我们大爆炸的宇宙部分有多大？
- 永久膨胀的观念是否正确，至少在某些地区，宇宙根据这种观念无限膨胀？
- 通货膨胀持续多久才停止并产生了炙手可热的大爆炸？
宇宙发生通货膨胀的部分有可能增长到不超过我们所观察到的大小。 可能随时都有证据表明存在通货膨胀结束的“保证金”。 但是，
谷歌中的宇宙也有可能比观察到的时间大几倍。 如果不回答这些问题，我们将无法得到主要问题的答案。
由于永久性通货膨胀而不断增长的空间共享了发生大爆炸的大量单个区域。 但是我们不知道如何测试，测量或获得可观察的宇宙之外的东西。超越我们所能看到的范围，很可能还会有一个更大的宇宙，它与我们的宇宙相同，具有相同的物理定律，具有相同的宇宙结构和相同的复杂生活机会。 同样，尽管在更大，不断扩展的时空中包含成倍数量的此类气泡，但通货膨胀结束的“气泡”必须具有有限的大小。 但是，即使整个宇宙或多重宇宙可能非常大，也可能不是无限的。 实际上，除非通货膨胀无限期地持续下去，否则宇宙就不会无限大地诞生，那么它一定是有限的。
无论我们观察到的宇宙有多大，无论我们能看多远，所有这些仅占外部应有空间的一小部分。最大的问题是我们没有足够的信息来解答问题。 我们只知道如何访问可观察的宇宙中可用的信息：这460亿光年的各个方向。 关于宇宙的有限性或无限性的最大问题的答案可以隐藏在宇宙本身中，但是我们无法知道足够多的部分可以肯定地知道。 直到我们解决这个问题，或者想出一个狡猾的方案来扩大物理学可能性的界限之前，我们只有概率。