心平氣和説宇宙（5）_風聞

原創：牧夫天文

夜寒星稀，影消聲退

浮雲沉彩，皓月清輝

霜河冷寂，山木蕭肅

冰峯白鶴，雪中狐飛

                                                     ——Demogorgon《飛狐》

視界這個詞彙，想必大家都非常熟悉了。當然，大多數人聽説這個詞，還是在黑洞那裏。我們先回顧一下黑洞的視界。

視界，顧名思義，視野的邊界。英文中，地平線和視界都是 horizon 一詞。我們知道，黑洞是一個密度非常大的天體，它會使得時空發生嚴重的彎曲，就好比是池塘中的一個漩渦。在漩渦處，顯然，越靠近漩渦，水流的速度也越快。如果一條魚的游泳速度沒有水流的速度大，那麼這條魚就無法逃脱。這樣時間一久，魚族中的科研人員就會發現，只有在某個範圍之外活動才是安全的，它們將其命名為視界。

對於史瓦西黑洞，也就是最簡單的，不帶電也不旋轉的黑洞而言，其視界相當於一個分界線，一旦有物體進入視界，就彷彿進入了萬劫不復的深淵，如下圖所示。上文中我們用的是魚來類比，而黑洞的視界則指的是連光都無法逃脱的範圍。而光速作為零質量粒子的傳播速度，顯然也是信號傳播的最大速度（如果沒有快子的話）。這樣，顯然視界內外是無法直接進行通信的。

既然光無法逃脱，那麼黑洞的視界內就是漆黑一團嗎？另外黑洞到底能不能和外界有通信呢？這裏留一個思考題給讀者諸君。

上文簡單介紹了黑洞的視界，但是這並非我們今天的主題，因此點到為止。那麼，宇宙學中的視界又指的是什麼呢？在宇宙上我們常説的有兩個視界，即粒子視界，事件視界。

粒子視界，指的是從宇宙誕生的那一刻開始，一直到某個時間點，一個光子，或者更準確説，以光速傳播的信息，所能傳播的最長距離。從這個定義我們可以知道，對於粒子視界而言，視界之內位於原點的觀測者尚未和視界外面有信息之間的傳遞，即沒有因果關係。但是這不代表今後也沒有關係，隨着宇宙的膨脹，在今後某個時刻或許會有信息交換。我們今天通常説的可觀測宇宙也是利用了這個概念。

而事件視界，則考慮的是無窮久遠的時間，這也意味着，事件視界內位於原點的觀測者，將永遠無法觀測到事件視界之外的宇宙。這是自然規律所決定的，和人類的觀測能力無關。如果類比成一個網格的話，事件視界的座標實際上是不變的，但是網格的格子之間的距離卻隨着宇宙的膨脹而不斷變大。

此外，還有討論比較少的哈勃視界。

那麼這些視界除了告訴我們可觀測宇宙的邊界之外，還有哪些應用呢？實際上視界在宇宙學研究中的存在感還是很高的。在暴脹理論中，視界將作為一個“攔路虎”出現；而在全息暗能量裏，視界又是直接參與其中，包括我們上文沒有講的哈勃視界。這些要等到後續的文章慢慢講解了。

領略了神奇的視界之後，我們不由得感慨，宇宙是如此之巨大，可觀測宇宙或許也只不過是宇宙的一角，而人類所在的銀河系更是滄海一粟而已。

莊子在《內篇·養生主第三》中曾經寫道：“吾生也有涯，而知也無涯。以有涯隨無涯，殆已！已而為知者，殆而已矣！“這裏，第一個“殆”意思為“不自信”或者“疲憊”，第二個“殆”則為有害。或許對於人類而言，即使是到了我們這個物種從宇宙中消失那天，也沒有發現宇宙的終極奧秘。但是這又何妨呢？對於一位宇宙學的研究者而言，以有涯隨無涯，反倒是莫大的榮譽。因為在我們面前永遠是未知的大海，永遠有新的未開闢的世界等待着人類去探索。因此，作為一個普通人，只要胸懷宇宙，那麼就不會因為問題無從解答而未戰先怯，也不會因為盲目自信而反受其害。

小編曰：“以有涯之軀，窮無涯之宇宙，雖無留侯之智，平子之才。然蜉蝣雖渺，亦可訏謨學理，遠猷辰告。男兒如是，則俯仰無愧，終無憾也！曹公曰：‘幸甚至哉’！”

説到這裏，小編不禁想到了劉慈欣先生的《朝聞道》。儘管小編並非科幻迷，但是這篇短篇小説還是給了我很多啓發的。如果真的有那種，問一個問題，得到回答之後立刻魂飛魄散的真理祭壇，大家會問什麼問題，又是否會站上去呢？

偷偷告訴大家，小編的回答是不會，因為我還沒有在牧夫天文的微信公眾號裏給大家科普問題的答案，小命就玩完了，豈不是啥也沒幹成？

『天文時刻』 牧夫出品

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