우주의 가장자리에는 몇 광년이 있나요?

시공간의 확장은 이 문제를 처음에 생각했던 것보다 더 복잡하게 만들고, 또한 "가장자리"가 무엇을 의미하는지에 따라 달라집니다. 눈에 보이는 우주의 가장자리를 말하는 것인가요, 아니면 우주의 가장자리를 말하는 것인가요? 우주 전체? 첫째, 빅뱅 이전의 모든 것을 볼 수는 없습니다. 초기 우주는 처음 수십만 년 동안 여전히 매우 뜨겁고 밀도가 높은 곳이었습니다. 밀도가 너무 높아 빛조차 비치지 않을 정도였습니다. 빛의 전파가 가능해지기까지는 약 38만년이 걸렸다. 물론 '가시적 우주'란 우주가 빛이 투과할 만큼 맑았던 137억년 동안 우리가 볼 수 있고 빛이 닿을 만큼 가까이 있는 모든 것을 말한다. 우주는 팽창하고 있으며 팽창은 가속화되고 있습니다. 시공간은 언제 어디서나 팽창하기 때문에 시공간이 많을수록 시공간도 더 많이 팽창하므로 팽창 속도도 빨라진다. (그러나 중력은 은하나 더 작은 규모의 물질을 하나로 묶습니다.) 그러나 우리가 볼 수 있는 가장 먼 물체, 그 빛이 13억 년 이상 후에 우리에게 막 도달하고 있는 물체는 실제로 매우 먼 거리에 있습니다. 젊고, 더 작고, 더 밀도가 높은 우주는 빛이 처음 발사되었을 때 미래의 지구가 있을 곳으로부터 불과 4천만 광년 떨어져 있었습니다. 그들의 빛은 천천히 우주의 팽창 속도를 앞질러 이제서야 우리에게 도달했습니다. 지금 우리가 보고 있는 먼 물체는 우리로부터 400억~500억 광년 떨어져 있을 수 있습니다. 전체 우주의 전체 크기는 단지 추측일 뿐입니다. 우리가 추측하는 최선의 범위는 9000억 광년에서 2000억 광년입니다. 그러나 비유하자면, 천천히 부풀어오르는 거대한 풍선과 풍선 표면에 살고 있는 평평한 2차원 존재가 3차원을 인식할 수 없다고 상상해 보세요. 그들은 겉보기에 평평해 보이는 우주의 모든 지점이 다른 지점에서 멀어지고 있으며, 멀어질수록 더 빠르게 멀어지는 것을 보았습니다. 그러나 3차원 공간을 볼 수 있는 사람들은 무슨 일이 일어나고 있는지도 볼 수 있습니다. 그들의 2차원 우주 전체는 3차원 공간의 가장자리입니다. 이제 이 비유를 우리에게 확장해 보겠습니다. 우리는 3차원 공간처럼 보이는 곳에 살고 있습니다. 우리는 4차원 공간을 볼 수 없습니다. 우리의 3차원 우주 전체는 팽창하는 시공간 4차원 우주의 가장자리입니다. 오늘날, 광원으로부터 130억 광년이 넘는 빛은 현재 어느 곳에도 도달할 수 없습니다('빛의 지평선'이라고 부르고 싶다면?). 왜냐하면 시공간 확장은 이 거리를 넘어서는 물체가 상대적인 속도로 이동한다는 것을 의미하기 때문입니다. 빛보다 빠른 속도는 서로 밀어내므로(시공간 자체가 팽창하고 물질이 없으므로 상대성이론이 적용되지 않음), 그들의 빛은 결코 우리에게 도달하지 않습니다. 우주가 계속해서 나이를 먹고 팽창이 더욱 가속화됨에 따라 우리의 광학적 지평선은 팽창하기보다는 줄어들 것입니다. 우리는 우주를 방문하는 것은커녕 우주의 많은 부분도 볼 수 없습니다.