宇宙边界yuzhou bianjie

宇宙三维空间的边界。相对论宇宙学历来认为宇宙是无边的。但这并不意味着宇宙一定是无限的。无边与无限是两个概念。例如一张二维平面是无边无限的，一张二维球面虽然无边但却有限。三维空间也是这样，可以无边无限，亦可以无边有限。这决定于三维空间的曲率。爱因斯坦最早建立了一个有限无边的静态宇宙模型，此模型的三维空间是闭合的，即有限无边的，而且不随时间变化。现代宇宙学的标准模型建立在罗伯逊—沃尔克度规的基础之上，其线元为

式中k是三维空间的曲率。当K>0时，三维空间曲率为正，宇宙是有限无边的（即三维空间有限无边），当K=0时，三维空间曲率为零，是平直的。此时宇宙是无限无边的。当K<0时，三维空间曲率为负，宇宙也是无限无边的。对于无限无边的宇宙，当然谈不上什么边界。对于有限无边的宇宙，虽然不存在边界，但却可以谈论宇宙半径和宇宙体积。计算表明，对于K>0的有限无边宇宙，其体积为V=π2R³(t)K3/2。我们宇宙的空间曲率究竟如何呢？到底是有限无边还是无限无边呢？对宇宙膨胀减速因子的研究，以及对宇宙中物质密度的研究，都能回答这个问题。遗憾的是，这两项研究给出了相反的答案。对减速因子的研究告诉我们，宇宙的空间曲率似乎是正的，即宇宙是有限无边的。而对物质密度的研究告诉我们，宇宙的空间曲率似乎是负的，即宇宙是无限无边的。不过，上述测量结论虽然相反，却都接近临界值。因此，不少人推测，宇宙的空间曲率可能是零，即三维空间可能是平直的，因而是无限无边的。需要说明的是，按照现代宇宙论，不管宇宙有限还是无限，它都处在不断膨胀之中。
另一个值得介绍的概念，是我们已观测到的最远距离，即所谓可见宇宙的半径。这个数值是随观测手段的改进而提高的。今天，它大约是100亿光年。