心平气和说宇宙（5）_风闻

原创：牧夫天文

夜寒星稀，影消声退

浮云沉彩，皓月清辉

霜河冷寂，山木萧肃

冰峰白鹤，雪中狐飞

                                                     ——Demogorgon《飞狐》

视界这个词汇，想必大家都非常熟悉了。当然，大多数人听说这个词，还是在黑洞那里。我们先回顾一下黑洞的视界。

视界，顾名思义，视野的边界。英文中，地平线和视界都是 horizon 一词。我们知道，黑洞是一个密度非常大的天体，它会使得时空发生严重的弯曲，就好比是池塘中的一个漩涡。在漩涡处，显然，越靠近漩涡，水流的速度也越快。如果一条鱼的游泳速度没有水流的速度大，那么这条鱼就无法逃脱。这样时间一久，鱼族中的科研人员就会发现，只有在某个范围之外活动才是安全的，它们将其命名为视界。

对于史瓦西黑洞，也就是最简单的，不带电也不旋转的黑洞而言，其视界相当于一个分界线，一旦有物体进入视界，就仿佛进入了万劫不复的深渊，如下图所示。上文中我们用的是鱼来类比，而黑洞的视界则指的是连光都无法逃脱的范围。而光速作为零质量粒子的传播速度，显然也是信号传播的最大速度（如果没有快子的话）。这样，显然视界内外是无法直接进行通信的。

既然光无法逃脱，那么黑洞的视界内就是漆黑一团吗？另外黑洞到底能不能和外界有通信呢？这里留一个思考题给读者诸君。

上文简单介绍了黑洞的视界，但是这并非我们今天的主题，因此点到为止。那么，宇宙学中的视界又指的是什么呢？在宇宙上我们常说的有两个视界，即粒子视界，事件视界。

粒子视界，指的是从宇宙诞生的那一刻开始，一直到某个时间点，一个光子，或者更准确说，以光速传播的信息，所能传播的最长距离。从这个定义我们可以知道，对于粒子视界而言，视界之内位于原点的观测者尚未和视界外面有信息之间的传递，即没有因果关系。但是这不代表今后也没有关系，随着宇宙的膨胀，在今后某个时刻或许会有信息交换。我们今天通常说的可观测宇宙也是利用了这个概念。

而事件视界，则考虑的是无穷久远的时间，这也意味着，事件视界内位于原点的观测者，将永远无法观测到事件视界之外的宇宙。这是自然规律所决定的，和人类的观测能力无关。如果类比成一个网格的话，事件视界的坐标实际上是不变的，但是网格的格子之间的距离却随着宇宙的膨胀而不断变大。

此外，还有讨论比较少的哈勃视界。

那么这些视界除了告诉我们可观测宇宙的边界之外，还有哪些应用呢？实际上视界在宇宙学研究中的存在感还是很高的。在暴胀理论中，视界将作为一个“拦路虎”出现；而在全息暗能量里，视界又是直接参与其中，包括我们上文没有讲的哈勃视界。这些要等到后续的文章慢慢讲解了。

领略了神奇的视界之后，我们不由得感慨，宇宙是如此之巨大，可观测宇宙或许也只不过是宇宙的一角，而人类所在的银河系更是沧海一粟而已。

庄子在《内篇·养生主第三》中曾经写道：“吾生也有涯，而知也无涯。以有涯随无涯，殆已！已而为知者，殆而已矣！“这里，第一个“殆”意思为“不自信”或者“疲惫”，第二个“殆”则为有害。或许对于人类而言，即使是到了我们这个物种从宇宙中消失那天，也没有发现宇宙的终极奥秘。但是这又何妨呢？对于一位宇宙学的研究者而言，以有涯随无涯，反倒是莫大的荣誉。因为在我们面前永远是未知的大海，永远有新的未开辟的世界等待着人类去探索。因此，作为一个普通人，只要胸怀宇宙，那么就不会因为问题无从解答而未战先怯，也不会因为盲目自信而反受其害。

小编曰：“以有涯之躯，穷无涯之宇宙，虽无留侯之智，平子之才。然蜉蝣虽渺，亦可訏谟学理，远猷辰告。男儿如是，则俯仰无愧，终无憾也！曹公曰：‘幸甚至哉’！”

说到这里，小编不禁想到了刘慈欣先生的《朝闻道》。尽管小编并非科幻迷，但是这篇短篇小说还是给了我很多启发的。如果真的有那种，问一个问题，得到回答之后立刻魂飞魄散的真理祭坛，大家会问什么问题，又是否会站上去呢？

偷偷告诉大家，小编的回答是不会，因为我还没有在牧夫天文的微信公众号里给大家科普问题的答案，小命就玩完了，岂不是啥也没干成？

『天文时刻』 牧夫出品

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