浩瀚深邃的宇宙，從大家猜測的時間零點或宇宙的奇點開始至今，我們今天的人類，無論是用我們的肉眼親目，還是所有光學(xué)望遠鏡，甚或最大口徑的射電天文望遠鏡，究竟能看到多大的部分？是什么在限制著我們的視野？后一個問題的答案很簡單：是光速。不過對前一個問題的回答，就需要以光速為主線，從宇宙事件的時間軸來描繪我們探測宇宙深空的視野范圍。
首先根據(jù)目前大家的共識，假定我們今天的宇宙都是起源于一個共同的奇點，將那時的時間記作宇宙的零點（t=0）。我們將宇宙空間中任一點上發(fā)生的事件，都用一條表示宇宙時間的射線來標記。每條射線都從這個宇宙零點（0）開始，行進中的另一點（例如T，射線的尖端）表示我們現(xiàn)在時的宇宙時間（不是經(jīng)過光速所觀察到的時間，是一個純理論想像的、但實際一定存在的即時的時間）。
理論上空間中的任何一點，在整個宇宙的演化進程中所發(fā)生的所有事件的時間順序，都可以由這樣的一條射線（時間軸）來表示。從t=0的宇宙奇點開始，所有射線的終點構(gòu)成一個表示宇宙現(xiàn)在時的大球面。選一條射線OT為我們地球的時間軸，T為當前時間和我們的當前位置。在表示宇宙當前時的大球面上所發(fā)生的所有事件，除我們自身所在的點以外，理論上都是我們看不到的。每條射線上發(fā)生的所有事件，只有一個時間點上的事件是我們今天能夠觀察到的，這個點就是從我們今天的T點向該射線所作的垂線的垂足。每條時間軸上，只有這樣的垂足點所表示的事件的信號才能到達今天的我們，它們都遵從光程最短這一原則。所有這些垂足又構(gòu)成了一個小的球面，這個小球面就是我們地球觀察者今天探測宇宙的視界（以下簡稱為視界球面）。
同樣地，如果地外高級生命要來探索我們地球上近些年才開始出現(xiàn)的頻繁的無線電信號，那也只能在遙遠的將來才能測到，并且距離我們越遙遠，他們要等待的時間就越長。因為我們現(xiàn)在的信號也是以垂直于我們的時間軸的方向發(fā)出，也就是作為現(xiàn)在時的大球面的切線方向，這些信號一出發(fā)它就進入了我們的未來時。它們隨宇宙膨脹，與其它時間軸的延長同步。
隨著我們探測手段的不斷改進，我們的視野將沿著視界球面不斷向視界球?qū)γ娴?點（就是t=0的那個宇宙零點）靠近。也可能宇宙的奇點我們將永遠看不到，因為根據(jù)我在另文中的分析[1]，宇宙紅移值Z是我們今天的宇宙年齡與所測光子出生時的宇宙年齡之比。當接近奇點時，紅移z值將趨于無窮大�？吹狡纥c也許是我們?nèi)祟愑肋h追求的目標。
從上分析可以看出，宇宙的另一半是我們永遠看不到的。這從理論上限制了今天地球上的我們，只能探測到眾多宇宙事件中僅處于我們視界球面上的那一小部分。
在此之前，由其他人發(fā)表的描述宇宙時空的所有的四維圖，幾乎都是在不隨時間而變化的三維空間圖形的基礎(chǔ)上，另加第四維時間坐標繪制的。
因為我的電腦不支持圖形和照片的上傳，請讀者原諒。讀者可根據(jù)上面的描述，自己繪一幅“宇宙時間軸時空圖”。就是先畫一個大圓，圓心就是t=0的那個宇宙零點O。將此圓沿水平直徑旋轉(zhuǎn)一周就得到表示宇宙現(xiàn)在時的大球面。若從先前畫的那個大圓的圓心O，向右的水平半徑OT記為我們地球的時間軸。以此半徑為直徑再畫一個小圓，以O(shè)T為軸旋轉(zhuǎn)一周，所得小球面就是我們地球人今天能觀察到的宇宙深空視界球面。
我們這樣描述的宇宙時空，是以時間為第一維度，空間坐標為后續(xù)維度。突出了以宇宙膨脹為基礎(chǔ)的隨時間而發(fā)生的空間的變化。t=0的宇宙奇點是整個宇宙時空的坐標原點，宇宙任何地方的現(xiàn)在時又都可以作為一個新的空間坐標的原點，由其可以建立后續(xù)的球坐標形式的空間坐標系（R，Θ，Φ），共同組成三維或四維時空坐標體系（t，R，Θ，Φ，必要時第四維坐標可能要用到復(fù)數(shù)）。后續(xù)空間球坐標系的引入，對于各天體的自旋及公轉(zhuǎn)運行的描述都將是方便的。
不管天體距離宇宙中心的遠近，在第一維的時間軸圖形上，其現(xiàn)在時都會出現(xiàn)在圖中大球的球面上。在大球面上任意兩點間的弧長就是宇宙現(xiàn)在時兩點間的直線距離。此圖不僅給出了我們?nèi)祟惤裉焯綔y宇宙的視界，也給出了一種新形式的宇宙四維時空的新描述。
責編：科普知識網(wǎng)