宇宙一直在膨胀，表明外面还有空间，外面到底是什么？

哈勃体积，又被称作可观测宇宙，它是以观测者为中心的一个球体空间。

这个空间的范围足够小，使得观测者能够观测到其中的物体，其原理在于物体发出的光有充足的时间抵达观测者。

我们常常提及宇宙直径为 930 亿光年，实际上说的是可观测宇宙的大小。

这意味着，从理论层面来讲，我们能够看到这个范围内星系、星系团等一系列物质结构。然而，在距离我们 465 亿光年之外的区域，虽然同样属于我们的宇宙范畴，却成为了不可观测宇宙。

更令人遐想的是，在我们所认知的宇宙（包括可观测和不可观测部分）之外，或许还存在着多元宇宙。这些多元宇宙之间相互没有任何关联，也不存在因果关系，这一预测源于暴胀理论。不过，目前这一观点尚未得到证实。

那么，一系列疑问随之而来：为何年龄仅 138 亿年的宇宙，其可观测直径却能达到 930 亿光年？为什么可观测半径之外的宇宙我们无法看到？我们宇宙之外的多元宇宙又是如何产生的呢？

解答这些问题，或许能为我们解开许多关于宇宙的疑惑。

大爆炸理论的提出，为我们揭示了宇宙中现存物质结构的起源和发展历程。但与此同时，它也带来了新的谜团。大爆炸所基于的 “奇点”，那个炙热、稠密，充满物质粒子和高能辐射的初始状态，究竟是如何形成的？这成为了摆在宇宙学家面前的一道难题。显然，大爆炸理论并不完善，除了上述问题，还包括以下几个方面：

其一，微波辐射的温度（即密度）涨落从何而来？这一涨落是一切物质结构的基础，可被视为物质形成的 “种子”。

其二，存在空间各项同性的问题。从大尺度上观察，宇宙物质的分布几乎是均匀的，这背后的原因值得探究。

其三，在几十甚至数百光年之外的宇宙区域，它们彼此相距遥远，未曾发生过信息交换，然而空间的温度却保持一致，从微波背景辐射来看，空间各处的平均温度稳定在 2.725K，这一现象又该如何解释？

其四，空间为何如此平坦？我们的可观测宇宙与零曲率几乎难以区分，这其中必然隐藏着尚未被揭示的奥秘。

尽管大爆炸理论存在这些无法解决的问题，但其在其他方面的成功表现，又让我们难以否定它的正确性。于是，科学家们开始思考，大爆炸理论或许并不完整，在大爆炸之前，是否还存在着某种未知的状态呢？

1980 年，美国科学家阿兰・古斯提出了暴胀理论。

该理论认为，暴胀发生在大爆炸之前。也就是说，宇宙的起源并非直接从大爆炸开始。在大爆炸之前，空间中没有任何物质和辐射，只有充满整个空间的真空能量。真空能量的量子场波动，使得空间在各个不同的点呈现出指数膨胀的状态。这就如同在煤气灶上熬煮一锅浓汤，汤里会在不同的位置产生气泡。

每一个发生暴涨的区域，在未来都有可能形成独立且彼此没有任何联系的多个宇宙。这便是暴胀理论对于多元宇宙的猜想，不过这一猜想目前也无法得到证实。

这表明，在我们所处的宇宙之外，很可能还存在着其他的宇宙，也就是说，在宇宙之外还存在着更广阔的空间。我们的宇宙与其他宇宙共同漂浮在一个更大的 “母宇宙” 之中。

那么，在我们的宇宙中，为什么会出现可观测宇宙和不可观测宇宙的区分呢？

在单个发生暴涨的 “泡泡” 里，其中有一个就是我们的宇宙。

真空能量促使空间以指数形式膨胀，空间迅速被拉伸。无论宇宙最初是什么形状，在暴涨结束之后，都会被拉扯得与平坦的空间别无二致，就如同从一个不规则的形态逐渐变为规则、平坦的状态（类似从图示中 a 到 d 的变化过程）。

真空中的能量波动也会随着空间的膨胀，迅速被拉伸到我们宇宙的各个区域。在暴涨结束后，一小部分真空能量衰变成物质，这一过程使宇宙温度升高，产生了热大爆炸的初始状态。

而能量的微小波动，也为日后物质结构的形成提供了密度上轻微的不均匀性，微波辐射的密度涨落正是来源于此。

与此同时，真空能量中的更大一部分被封存在真空中，也就是我们如今所说的暗能量。

需要明确的是，从宇宙诞生到现在，乃至未来，宇宙都在持续不断地膨胀，从未停止，并且宇宙的膨胀速度远远超过了光速。在宇宙经历了再加热阶段之后，大爆炸开始，随后经历了一系列粒子之间的高能撞击，从而创造出了我们如今已知或未知的所有基本粒子。

然而，直到大爆炸发生 38 万年后，随着宇宙的膨胀和冷却，中性原子才得以形成。

在那个时候，宇宙中还没有恒星、星系等发光的物质结构，这些物质结构是在宇宙诞生后的 5 千万到 1 亿年间才逐渐形成的。可以想象，当恒星形成并开始发光，其光线向我们传播而来时，宇宙已经膨胀到了难以想象的程度。

对于一些离我们较近的星系，它们发出的光能够在较短的时间内到达地球；而那些离我们较远的星系，其光线则需要花费更长的时间才能抵达。

这是因为光速是有限的，距离越远，光传播所需的时间就越长。如果宇宙一直处于减速膨胀的状态，那么无论星系距离我们有多远，总有一天它们发出的光都会到达地球，这也就意味着我们的可观测范围会不断扩大，未来我们将能够看到更多的星系。

然而，由于暗能量的存在，在宇宙诞生后 45 亿年时，宇宙开始加速膨胀。

这就导致那些光线还未到达地球的星系，其光线将永远无法到达地球。

而那些光线已经到达地球的星系，我们能够观测到它们，目前这些星系中最远的已经膨胀到了距离我们 465 亿光年附近，这一范围就是我们的可观测宇宙。而那些光线始终未能到达地球的星系，则处于可观测宇宙之外。

综上所述，在宇宙暴涨初期，量子场的波动使得空间在不同的点开始暴涨，进而创造出了多个彼此没有因果关联的宇宙。甚至有科学家指出，在某些区域，暴涨仍在持续进行，不断创造出新的宇宙 “泡泡”。

在单个宇宙中，由于光速的限制，同时宇宙的膨胀一直在发生且速度超过光速，所以一些星系形成后发出的光始终无法到达地球。因此，我们只能观测到那些光已经到达地球的星系，这些星系所在的区域便构成了我们的可观测宇宙。对这些奥秘的探索，将不断推动我们对宇宙的认知向更深层次发展。