哈勃體積，又被稱作可觀測(cè)宇宙，它是以觀測(cè)者為中心的一個(gè)球體空間。
這個(gè)空間的范圍足夠小，使得觀測(cè)者能夠觀測(cè)到其中的物體，其原理在于物體發(fā)出的光有充足的時(shí)間抵達(dá)觀測(cè)者。
我們常常提及宇宙直徑為 930 億光年，實(shí)際上說(shuō)的是可觀測(cè)宇宙的大小。
這意味著，從理論層面來(lái)講，我們能夠看到這個(gè)范圍內(nèi)星系、星系團(tuán)等一系列物質(zhì)結(jié)構(gòu)。然而，在距離我們 465 億光年之外的區(qū)域，雖然同樣屬于我們的宇宙范疇，卻成為了不可觀測(cè)宇宙。
更令人遐想的是，在我們所認(rèn)知的宇宙（包括可觀測(cè)和不可觀測(cè)部分）之外，或許還存在著多元宇宙。這些多元宇宙之間相互沒有任何關(guān)聯(lián)，也不存在因果關(guān)系，這一預(yù)測(cè)源于暴脹理論。不過(guò)，目前這一觀點(diǎn)尚未得到證實(shí)。
那么，一系列疑問(wèn)隨之而來(lái)：為何年齡僅 138 億年的宇宙，其可觀測(cè)直徑卻能達(dá)到 930 億光年？為什么可觀測(cè)半徑之外的宇宙我們無(wú)法看到？我們宇宙之外的多元宇宙又是如何產(chǎn)生的呢？
解答這些問(wèn)題，或許能為我們解開許多關(guān)于宇宙的疑惑。
大爆炸理論的提出，為我們揭示了宇宙中現(xiàn)存物質(zhì)結(jié)構(gòu)的起源和發(fā)展歷程。但與此同時(shí)，它也帶來(lái)了新的謎團(tuán)。大爆炸所基于的 “奇點(diǎn)”，那個(gè)炙熱、稠密，充滿物質(zhì)粒子和高能輻射的初始狀態(tài)，究竟是如何形成的？這成為了擺在宇宙學(xué)家面前的一道難題。顯然，大爆炸理論并不完善，除了上述問(wèn)題，還包括以下幾個(gè)方面：
其一，微波輻射的溫度（即密度）漲落從何而來(lái)？這一漲落是一切物質(zhì)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)，可被視為物質(zhì)形成的 “種子”。
其二，存在空間各項(xiàng)同性的問(wèn)題。從大尺度上觀察，宇宙物質(zhì)的分布幾乎是均勻的，這背后的原因值得探究。
其三，在幾十甚至數(shù)百光年之外的宇宙區(qū)域，它們彼此相距遙遠(yuǎn)，未曾發(fā)生過(guò)信息交換，然而空間的溫度卻保持一致，從微波背景輻射來(lái)看，空間各處的平均溫度穩(wěn)定在 2.725K，這一現(xiàn)象又該如何解釋？
其四，空間為何如此平坦？我們的可觀測(cè)宇宙與零曲率幾乎難以區(qū)分，這其中必然隱藏著尚未被揭示的奧秘。
盡管大爆炸理論存在這些無(wú)法解決的問(wèn)題，但其在其他方面的成功表現(xiàn)，又讓我們難以否定它的正確性。于是，科學(xué)家們開始思考，大爆炸理論或許并不完整，在大爆炸之前，是否還存在著某種未知的狀態(tài)呢？
1980 年，美國(guó)科學(xué)家阿蘭?古斯提出了暴脹理論。
該理論認(rèn)為，暴脹發(fā)生在大爆炸之前。也就是說(shuō)，宇宙的起源并非直接從大爆炸開始。在大爆炸之前，空間中沒有任何物質(zhì)和輻射，只有充滿整個(gè)空間的真空能量。真空能量的量子場(chǎng)波動(dòng)，使得空間在各個(gè)不同的點(diǎn)呈現(xiàn)出指數(shù)膨脹的狀態(tài)。這就如同在煤氣灶上熬煮一鍋濃湯，湯里會(huì)在不同的位置產(chǎn)生氣泡。
每一個(gè)發(fā)生暴漲的區(qū)域，在未來(lái)都有可能形成獨(dú)立且彼此沒有任何聯(lián)系的多個(gè)宇宙。這便是暴脹理論對(duì)于多元宇宙的猜想，不過(guò)這一猜想目前也無(wú)法得到證實(shí)。
這表明，在我們所處的宇宙之外，很可能還存在著其他的宇宙，也就是說(shuō)，在宇宙之外還存在著更廣闊的空間。我們的宇宙與其他宇宙共同漂浮在一個(gè)更大的 “母宇宙” 之中。
那么，在我們的宇宙中，為什么會(huì)出現(xiàn)可觀測(cè)宇宙和不可觀測(cè)宇宙的區(qū)分呢？
在單個(gè)發(fā)生暴漲的 “泡泡” 里，其中有一個(gè)就是我們的宇宙。
真空能量促使空間以指數(shù)形式膨脹，空間迅速被拉伸。無(wú)論宇宙最初是什么形狀，在暴漲結(jié)束之后，都會(huì)被拉扯得與平坦的空間別無(wú)二致，就如同從一個(gè)不規(guī)則的形態(tài)逐漸變?yōu)橐?guī)則、平坦的狀態(tài)（類似從圖示中 a 到 d 的變化過(guò)程）。
真空中的能量波動(dòng)也會(huì)隨著空間的膨脹，迅速被拉伸到我們宇宙的各個(gè)區(qū)域。在暴漲結(jié)束后，一小部分真空能量衰變成物質(zhì)，這一過(guò)程使宇宙溫度升高，產(chǎn)生了熱大爆炸的初始狀態(tài)。
而能量的微小波動(dòng)，也為日后物質(zhì)結(jié)構(gòu)的形成提供了密度上輕微的不均勻性，微波輻射的密度漲落正是來(lái)源于此。
與此同時(shí)，真空能量中的更大一部分被封存在真空中，也就是我們?nèi)缃袼f(shuō)的暗能量。
需要明確的是，從宇宙誕生到現(xiàn)在，乃至未來(lái)，宇宙都在持續(xù)不斷地膨脹，從未停止，并且宇宙的膨脹速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了光速。在宇宙經(jīng)歷了再加熱階段之后，大爆炸開始，隨后經(jīng)歷了一系列粒子之間的高能撞擊，從而創(chuàng)造出了我們?nèi)缃褚阎蛭粗乃谢玖Ｗ印?/p>
然而，直到大爆炸發(fā)生 38 萬(wàn)年后，隨著宇宙的膨脹和冷卻，中性原子才得以形成。
在那個(gè)時(shí)候，宇宙中還沒有恒星、星系等發(fā)光的物質(zhì)結(jié)構(gòu)，這些物質(zhì)結(jié)構(gòu)是在宇宙誕生后的 5 千萬(wàn)到 1 億年間才逐漸形成的?？梢韵胂?，當(dāng)恒星形成并開始發(fā)光，其光線向我們傳播而來(lái)時(shí)，宇宙已經(jīng)膨脹到了難以想象的程度。
對(duì)于一些離我們較近的星系，它們發(fā)出的光能夠在較短的時(shí)間內(nèi)到達(dá)地球；而那些離我們較遠(yuǎn)的星系，其光線則需要花費(fèi)更長(zhǎng)的時(shí)間才能抵達(dá)。
這是因?yàn)楣馑偈怯邢薜?，距離越遠(yuǎn)，光傳播所需的時(shí)間就越長(zhǎng)。如果宇宙一直處于減速膨脹的狀態(tài)，那么無(wú)論星系距離我們有多遠(yuǎn)，總有一天它們發(fā)出的光都會(huì)到達(dá)地球，這也就意味著我們的可觀測(cè)范圍會(huì)不斷擴(kuò)大，未來(lái)我們將能夠看到更多的星系。
然而，由于暗能量的存在，在宇宙誕生后 45 億年時(shí)，宇宙開始加速膨脹。
這就導(dǎo)致那些光線還未到達(dá)地球的星系，其光線將永遠(yuǎn)無(wú)法到達(dá)地球。
而那些光線已經(jīng)到達(dá)地球的星系，我們能夠觀測(cè)到它們，目前這些星系中最遠(yuǎn)的已經(jīng)膨脹到了距離我們 465 億光年附近，這一范圍就是我們的可觀測(cè)宇宙。而那些光線始終未能到達(dá)地球的星系，則處于可觀測(cè)宇宙之外。
綜上所述，在宇宙暴漲初期，量子場(chǎng)的波動(dòng)使得空間在不同的點(diǎn)開始暴漲，進(jìn)而創(chuàng)造出了多個(gè)彼此沒有因果關(guān)聯(lián)的宇宙。甚至有科學(xué)家指出，在某些區(qū)域，暴漲仍在持續(xù)進(jìn)行，不斷創(chuàng)造出新的宇宙 “泡泡”。
在單個(gè)宇宙中，由于光速的限制，同時(shí)宇宙的膨脹一直在發(fā)生且速度超過(guò)光速，所以一些星系形成后發(fā)出的光始終無(wú)法到達(dá)地球。因此，我們只能觀測(cè)到那些光已經(jīng)到達(dá)地球的星系，這些星系所在的區(qū)域便構(gòu)成了我們的可觀測(cè)宇宙。對(duì)這些奧秘的探索，將不斷推動(dòng)我們對(duì)宇宙的認(rèn)知向更深層次發(fā)展。
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