宇宙之外存在什么 宇宙之外还有什么
宇宙外面有什么?
宇宙究竟是什么呢?而在宇宙之中,人类又可以找到什么呢?这可能是很多科学家和科学爱好者们想要知道的答案,但是很显然,以目前人类的科学水平,想要将此问题的答案找出来,还是非常有难度的。一切都停留在猜想之中。
广义上对宇宙的了解,是来自于138亿年前的一次奇点大爆炸,科学家们认为正是因为奇点的温度极高密度极大,所以在膨胀中发生了极致的大爆炸,而宇宙大爆炸理论也是阐述如今宇宙发展,和地球起源的其中一种猜想。
关于宇宙中到底有什么,而在宇宙外围又会有怎样的不可知。很多科学家们都曾经给出了自己的看法,比如说爱因斯坦就曾经提出过虫洞概念,认为当空间扭曲达到一定数值时,可以产生时空坍塌,而时空坍塌或许就能帮助人类了解宇宙的秘密,和探索宇宙外围究竟有什么。
人类一直都非常的执着,希望能够通过自己的科技力量实现飞跃地球,飞跃太阳系,飞跃银河系,飞跃太空,在人类可见的宇宙范围内,找寻到无数的不可知。不过很显然,这种想法是好的,可人类的力量局限制了思想的发展。
但是,即使人类的科学技术局限了人类的发展,可这也并不妨碍很多科学家们对宇宙的猜想具有一定的可行性。比如说,在宇宙的外围,可能存在着超越人类文明的高等文明,而这些文明的存在或许能够颠覆人类社会和人类世界的普遍认知。
事实上,关于这一点,大家都是认同的,毕竟,如果太阳系中能够诞生地球,地球都能够诞生人类,那么宇宙太空中有如此众多的星系,为何就诞生不出像地球这样的行星,诞生不出像人类这般的生命了?很显然,这是一个值得思考的问题,并且也是有很大概率是成立的问题。
在地球的外围能够有着超越人类文明的存在,这确实是让人无法置信的,不过也正是因为这般,才能够让人类更加的感觉到紧迫感,否则陷入到了安逸状态的人类,倘若和黑暗森林法则真的发生冲突时,只会是惨烈的下场。
不知道在大家看来,宇宙外围是否真的能够有超越人类文明的存在,而人类又是否要引以为戒,默默的发展自身呢?
宇宙外面又是什么
宇宙是只有里面的,并没有外面。
著名的科学界霍金就曾经说过,宇宙是只有里面的,并没有外面,这是因为不管是哪里,都是凭着空间来说的,既然没有了空间,所以就没有外面了,因此没有办法从外面来观察宇宙。
宇宙是非常大的,但是不管多大的东西,都是有边缘的,宇宙也不会例外。但是宇宙的边缘是会自己扩散的,并且它扩散的速度已经超过了光的速度。
扩展资料
宇宙起源是一个极其复杂的问题, 现代天文观测证明它处于不断的运动和发展中。千百年来,科学家们一直在探寻宇宙是什么时候、如何形成的。
许多科学家认为,宇宙是由大约138亿年前发生的一次大爆炸形成的。未知原因,空间开始暴涨式出现,振动使得物质诞生,这次大爆炸的反应原理被物理学家们称为量子物理。
大爆炸使空间扩张,宇宙空间不断膨胀,温度也相应下降,后来相继出宇宙中的所有星系、恒星、行星乃至生命。
宇宙之外是什么?
大多数人问这个问题的时候,都是假定宇宙如果是有限大的话,就必定有一个边界。既然有边界,那么边界之外又是什么?用这种方法推理,其结论就是宇宙必定是无限大的。
但是这种推理是错误的。因为空间可能不是简单的三维欧几里的空间(即直角坐标)。
我们设想,如果人类永远都不会飞行,永远都只能在地面活动,从二维空间角度说,我们就会发现地球表面是没有边界的。中国北面是什么?是俄罗斯。再往北,北极,再走,再走,又回到了原处。没有边界。
现代物理学认为宇宙也是这样的。空间是弯曲的,如果一个宇宙飞船向一个方向一直飞,最后将会回到起点。因此没有边界。但是整个宇宙确可能是有限大的。宇宙中所有的星球可能是有限多的。
一个有限大却没有边界的宇宙,这就是我们的婆娑世界?
因此我猜测,佛说的三千大千世界,是在所谓“更高层次的空间”来看的。就好像地面爬行的动物认为地球是没有边界的一样,我们也看不到“宇宙之外”的“宇宙”。只有跳出三维空间之外,才能看到。
根据大爆炸理论,宇宙的空间和时间是大爆炸产生出来的。我们现在和今后所能观察到的宇宙就是宇宙的全部,不存在宇宙以外。之所以我们会提出宇宙以外的概念,是由于我们人类思维逻辑局限。我们只会按现在的逻辑思考宇宙,认为有内就有外,而无法想出无内无外的存在是什么样子。甚至“样子”都是我们人类基于逻辑推理上的认识,如果一个东西没有“样子”,那它是什么“样子”,我们是无法想像的。实际上,我们只要思考一个东西无限地分割下去,最后是什么东西?也许是什么也没有了,也许是一个全新概念的、或许可称做“东西”的东西,我们无法想像。“宇宙之外”的问题,就是这样的。
“宇宙之外”的问题最终是一个哲学的思考。有没有答案,别人是说不清楚的,只有自己去想。当你想明白了,你也不可能向别人说清楚。这世界就有一些事情是这样的。
参考资料 ;infoId=69411
宇宙应该存在边界
我们可以想一下,当宇宙还是一个宇宙蛋时。那肯定是有限的,那么就算在大爆炸时的力是无限大的话,也不可能使有限的空间炸出一个无限大的空间来。
而有限无无边的概念就是宇宙有边界,那是你永远也到达不了边界。宇宙的边缘很可能是一个有着很大的力,足以使任何的物质在靠近它时,都会受到一个斥力,从而使该物体发声‘绝对’运动方向发生改变,但是其实它的相对运动方向并没有改变,因为这个斥力影响着整个宇宙。我们可以理解成,有一个人在地球上有一个很大功率的望远镜朝某一方向望去,很可能在某年后会在该镜里看到地球甚至自己,其原因就是当光以径直的方向向前运行时(不考虑其他力),在不断靠近这堵‘墙’时会不断的受到一个斥力,渐渐的的,这个斥力越来越大,使得光以一定的曲率弯曲而继续运行。最终,回到原点。(至于是不是球形的就不知道了,圆球体既然那是一种完美的形状或状态的话,我想宇宙有是会去‘考虑’的)
简单的讲,如果在二维的基础上,人的速度只要不超过每秒7.9km时我们始终不会走出地球外。这时,在某种角度上来讲我们会认为这地球是无限大的。
当然了,宇宙还是在膨胀这是很肯定。
也许,宇宙就是那么大,整个世界(所有的物质世界)也就是那么大。宇宙的外面是‘无’。不过,这有很多人无法接受,毕竟在我们的世界里还没有出现一个有限的东西外面是‘无’的情况。不然,只要是在一个有限的空间内,外面就必定还有一个空间,总觉的太牵强。那么,科学家就不必在去争论什么有限的或是无限的了。因为,一个有限的空间外肯定还有空间,那么人人都还在争论什么。
宇宙的外面我认为是‘无’,那个时候整个宇宙就是一个点,除了它之外就没有什么空间了。而现在那个所谓的承载宇宙的空间本身就是奇点炸出来的,而炸出的所有空间就是宇宙。就像一个没充气的气球,它的整个体积只有那么大,当你往里充气时它的体积就又变成那么大的体积,这就是空间和宇宙的关系吧!!
也许,宇宙就是那么大,整个世界(所有的物质世界)也就是那么大。宇宙的外面是‘无’。不过,这有很多人无法接受,毕竟在我们的世界里还没有出现一个有限的东西外面是‘无’的情况。不然,只要是在一个有限的空间内,外面就必定还有一个空间,总觉的太牵强。那么,科学家就不必在去争论什么有限的或是无限的了。因为,一个有限的空间外肯定还有空间,那么人人都还在争论什么。
也许我们可以从黑洞的角度来看宇宙,宇宙是在大爆炸后才形成的,而在大爆炸之前(既是由宇宙蛋爆炸前),我们这里先不考虑宇宙蛋之前的。据科学家认为现在的宇宙约有90%是暗物质,而当宇宙中的暗物质达到约99%宇宙就会走向大收缩,而之所以会大收缩的前提是宇宙必须是有限的,不然无限不可能会有这个概念。这样的话,我们就可以另一方面的证明宇宙是有限的。当然,要说宇宙的外面是什么?我们很难去理解,就像上面说的一样,‘无’的世界很难去理解。所以,就有很多人就本能的去抵制它(‘无’的状态)的存在。所以,就有那么多人去寻求或许永远也不可能有结果的答案。当然了,这也只不过是我的猜想。
不过,有时我也会去想象一下在以承认宇宙有外面的前提下,宇宙的外面是什么。还是根据黑洞来解释。我们可以根本的了解黑洞的对于宇宙的影响。黑洞也是有一定的影响力,或许,我们现在很多人所说的我们这个宇宙其实就是巨大空间内的一个超级大黑洞爆炸而成的,既是说,这个黑洞只不过是一个超级大宇宙内的天体,这个超级大宇宙是唯一的宇宙,而我们现在所讨论的‘宇宙’(后面统一称子宇宙)其实只不过是这个超级大宇宙(母宇宙)中的一个空间。在这个超级大宇宙中还存在着许多类似我们存在的‘子宇宙’。而在许多个类似我们存在的宇宙之间是一些有着巨大抵抗里的物质。说到这里,我们就要去解释为什么我们的‘子宇宙’外面有一堵‘墙’。我们可以设想一下,把一个炸弹放置在一个有足够承受力的铁桶里,当炸弹爆炸时,受力最大的就是铁桶的桶壁。反过来看看,当我们的‘子宇宙’还是一个黑洞时,在它突然一天发生了大爆炸,使得外面本来有着巨大的抵抗力的空间被受到了巨大的影响。当然,这个空间还是能承受住这个爆炸力。所以,这堵‘墙’是由于巨大力的影响下被撑出来,在这里,我还有一个观点,可能在这个巨大黑洞发生大爆炸时把很多的物质喷发出而又由于爆炸力的影响,有一些物质被爆炸力的影响而积聚到到这个爆炸形成的空间的边界,形成了一层‘膜’。由于爆炸力十分大,使得这些物质的密度相当大,所以就具有了相当大的斥力的‘墙’类似于为我们宇宙加了一层保护膜,免受外面空间物质的侵袭。而剩下的物质就形成了我们的‘子宇宙’里的天体先总结一下,那么我们所存在的宇宙的外面其实就是子宇宙以及子宇宙与子宇宙之间那个有巨大抵抗力间质。而这些都存在与那个巨大承载这些宇宙空间内。
我们现在来看看那些子宇宙间质为什么有着那么大抵抗力。这点上,我认为有两种可能性,要么是还是一种‘无’的状态。这种‘无’本生就是虚无的,要从一个虚无状态向有的状态过渡,需要很大的力量。要么就是这些物质是由反物质组成的世界,在正物质与反物质的之间的特性下,造成了该间质的特性。
还有,我们也可以说一下,该间质的另一特性,那就是弹性。当大爆炸的它的作用力完全消失后,该物质就会马上恢复到原来的样子。而该现象都发生在宇宙大收缩后。当我们的子宇宙重新变成一个大黑洞时,可能经过N亿年的时间子宇宙外的间质开始变会原来的形状。这些间质会会填充一切空间(就像空气会填充一切真空一样)。所以,这个大黑洞会受到间质的不断挤压。物极必反,最终,黑洞又发生新了轮的大爆炸。不然,按照我们了解到的黑洞,它不会‘爆炸’,只会蒸发。
【宇宙常识】☆宇宙外面是什么?
宇宙外面是什么?
我们所说的宇宙即使只有一个宇宙,即使实实在在地存在,也是一个被感知的宇宙。没有人或类人的智慧,或没有生物的感知,宇宙有甚于无。那么宇宙又是否存在呢?是人的存在决定了宇宙的存在,还是宇宙的存在孕育了可以感知宇宙存在的生物,宇宙的存在目的就是为了被感知吗?况且人或生物所感知的宇宙并不是真正的宇宙,只是一种镜象。
宇宙中的所有物质,在人类所见有形有物,只不过都是一些无形的能量物质罢了,实际并不存在形状,或者说,没有物体和能量的区别。比如一张桌子,有棱有角,四四方方,这不过是人体触摸的感觉和人脑将能量物质转换成人可以描述的形象。我们习惯于将仪器探测出来的现象转化为人类习惯的东西,其实很多时候是仪器描述的图形更接近真实现象。通过仪器,我们现在知道物质由分子组成,分子由原子组成,原子由原子核和电子组成,而原子核中的中子、质子以及电子又由什么组成,我们现在还不是很清楚,但今天的分析,有这些就足够了。电子是什么,电子为什么又有电磁波的性质(X光),它分明就是电磁波么,所以它能通过一些分子屏障。人眼将电磁波反映到脑中,人脑将这种类型的波理解成一种颗粒,就象把可见电磁波理解成一种颜色一样。由于电子相对游离,所以可以检测到它的波动。如果人的手可以精细到可以拿捏这个能量体,由于电磁的斥力,我们一定可以感觉它的形状,说不定不是现在所描述的粒子形状。对这一点,有些人可能不理解,可以做个比喻,我们都知道,电是无形也无色的能量,但如果电打击你一下,你分明可以感觉它的形状和坚硬度。电激发产生的电磁波也没有颜色,可是我们可以看见其中的可见电磁波部分,即闪电。而电子的质量,是通过场间的作用力计算出来的,场实质上是能量的表现。
如果象宏观物体一样计算大小,那么分子中几乎都是真空,原子核及电子简直微不足道的小。如果中子和质子也是这种类似空洞的话,那分子几乎可以百分百是真空。实际上的确如此,因为电子是波,是能量,中子和质子又何尝不是呢?只不过没有将中子、质子再往下细分。如果这些都是能量,是波,那么在高压下将之压缩为零大小是没有什么问题的,这个高压可以通过引力场获得。宇宙从无到有也就可以理解了。
百分百虚空的东西,我们怎么会有感觉。如继续以一张桌子为例。桌子有外形,包括颜色,可以阻挡光线,人在前面看不见桌子挡住的物体,手触碰桌子有感觉,不能穿桌而过,等等。首先,我们确定,桌子并不象我们习惯意识到的东西那样,是个用木料或塑料或金属制成的密实的物体,它实际上是个虚空,百分百是个空洞。我们肉眼所见触摸所及的物体,是能量体在我们人脑中的反映。我们感觉桌子是硬物,实际上是桌子与人体之间力的相斥,我们感觉它的轮廓,是这个内部相互作用的能量聚集体的边缘,我们感知它的颜色,是这个能量聚集体同外界能量交换中可见电磁波部分,我们不能透过桌子看东西,是因为可见电磁波不能通过这个能量聚集体。可见光的波长相对于原子的大小太长,无法分辨原子内部的事物。以可见光波长作参照,原子是个实体,原子和原子之间的排列间隙,相对于可见光波长也太小,不足以通过。人的视力分辨力及穿透力都是以可见光波长为前提,所以只凭人眼,人看不到桌子后面的东西,因此形成了桌子的轮廓。同时,上面也将到,人体触觉器官也无法通过桌子,通过视觉、触觉等感官认知,人才会产生桌子这个习惯概念。
但实际上,桌子是空的。应该说,桌子的形状其实是能量聚集体在人脑中的反映。
我们所说的宇宙,其实是镜像宇宙,与真实的宇宙是不同的,真实的宇宙是一个能量的虚空。习惯上称为物质的东西,都只是能量。由于我们的视力不能穿透这些能量聚集体,我们便有物的概念!宇宙中更有很多存在的东西,又不是人或生物所能感觉到的。人类感官的分辨能力有限,检视波段十分窄小,只能对宇宙中部分物体有感觉和显影,即使通过检测工具,人类所能感觉到的世界也只是真实世界的一小部分。人类只是把自己能感觉和显影的部分称为宇宙!
宇宙的外面到底是什么样子?
人类自探索宇宙以来,一直在思考一个问题 我们的宇宙是唯一吗?远古时期的人类,科技落后,认为地球是唯一的,天上的太阳,月亮,星星等都属于地球,可是随着人类文明,科技的进步,我们知道,地球只不过是宇宙中微不足道的一粒尘埃,宇宙中像地球这样的星球有无数。
那么随着人类眼界的开阔,对宇宙的认识也越来越多,过去我们可能认为宇宙是唯一的,我们生活的这个宇宙无限大也是唯一的宇宙,但科学家通过研究发现,认为宇宙可能不是唯一的,于是平行宇宙,多元宇宙被提了出来。
如果宇宙不是唯一的,那么宇宙之外是什么样子的?首先我们来说说为什么宇宙可能不是唯一的,我们知道,现代科学认为宇宙是来源于起点大爆炸,大爆炸之后宇宙以超光速向外扩张,逐渐形成了我们如今的宇宙,那么你有没有想过,宇宙没有形成之前的这个奇点是如何来的?这个奇点所处的空间是什么空间?
另外,宇宙现在还在以超光速膨胀,那么宇宙为什么可以扩张?我们把宇宙比作一个气球,一个气球想要不断膨胀,前提条件是这个气球所处的空间要足够大,如果把气球封闭在一个固定的空间之内,气球它也不可能无限膨胀下去。再回到宇宙的膨胀上面也是一样的道路,宇宙爆炸到现在137亿年了,它还在以超光速向外膨胀,宇宙的外面能没有空间吗?而且宇宙外的空间大到我们无法想象。
科学家提出多元宇宙的概念不是没有道理的,科学家认为宇宙不是唯一的,而在宇宙之外的巨大空间中有着无数的宇宙林立,它们也像一个星系的各个星球一样,有大有小,它们的形成时间也不相同,有的可能非常古老,有的还很年轻,有的宇宙在毁灭,有的宇宙在新生。
我们可以把宇宙之外的空间称之为大宇宙,而我们这样的宇宙称之为小宇宙,大宇宙里面有着无数的小宇宙,而每一个小宇宙中又有着无数的星系,每一个宇宙里面也会诞生不同的智慧文明,像人类一样,这些文明诞生,毁灭,有的文明能够自身的努力不断发展,最终了解到宇宙的终极奥秘,有了离开小宇宙的能力,当一个文明发展到本宇宙金字塔顶端的时候,他们也会了解到宇宙的真相,也会明白自己所处的宇宙不过是一个小宇宙,从而也有了离开小宇宙的想法和实力。
能够离开小宇宙到达大宇宙的文明必然都是强大的文明,但文明的发展没有上限,谁也不知道一个文明发展到何种程度才是极限,因此文明之间的实力差距也会非常大,这主要跟宇宙的年龄不同有关,有的宇宙非常古老可能比你的宇宙早形成几百亿年,那么这个古老宇宙中的顶级文明的实力可能比你的宇宙先进几亿年,几亿年的文明差距是无法想象的。
可能有人要问了,那么如何离开自己的小宇宙呢?这个问题科学家也在寻找答案,有科学家提出宇宙中的黑洞会不会就是相关的通道呢?我们都知道,在宇宙中有一种非常特殊的天体那就是黑洞,黑洞的吞噬能力非常强,连恒星都可以吞噬,光和电磁波都无法逃避黑洞的吞噬,而被黑洞吞噬的物质,无人知道它们去了哪里,是消失了还是去了另外一处空间?
科学家通过对黑洞的不断研究认为,被黑洞的那些物质并没有消失,而是通过黑洞的另一端白洞喷发出来,那白洞是否和黑洞处在一个宇宙空间也不确定,如果不在一个空间,那极有可能就是连接着另外的宇宙。
宇宙有多大,宇宙外面是什么
宇宙外面是什么?宇宙到底有多大?相信很多人都曾经试图找到这个问题的答案,事实上物理学家们研究宇宙已经很久了。宇宙之外是什么样子还是未知数。相信看完下面的内容,或许对于您找到答案有所帮助。
首先我们要知道什么是宇宙,宇宙是万物的总称,是时间和空间的统一。宇宙是物质世界,不依赖于人的意志而客观存在,并处于不断运动和发展中,在时间上没有开始没有结束,在空间上没有边界没有尽头。宇宙是多样又统一的;多样在物质表现状态的多样性;统一在于其物质性。宇宙是由空间、时间、物质和能量,所构成的统一体。
宇宙起源是一个极其复杂的问题。 宇宙是物质世界,它处于不断的运动和发展中。千百年来,科学家们一直在探寻宇宙是什么时候、如何形成的。直到今天,许多科学家认为,宇宙是由大约137亿年前发生的一次大爆炸形成的。宇宙内的所存物质和能量都聚集到了一起,并浓缩成很小的体积,温度极高,密度极大,瞬间产生巨大压力,之后发生了大爆炸,这次大爆炸的反应原理被物理学家们称为量子物理。大爆炸使物质四散出去,宇宙空间不断膨胀,温度也相应下降,后来相继出现在宇宙中的所有星系、恒星、行星乃至生命。
哈勃体积之外
我们可以在某些方面肯定的说宇宙之外是更多的宇宙。天文学家认为太空是无限的,宇宙之外的空间也和可观测到的宇宙一样充满了能量、星系等等存在。如果真的是这样,那么宇宙之外的存在些什么变成了一个非常奇怪的问题。
在哈勃体积之外,你不仅仅会发现更多不重样的行星——看见任何东西都有可能(小编 看到42)。没错,任何东西。如果你看的够远你会看见另一个宇宙的你,他今天早饭没有吃鸡蛋而是吃的燕麦粥,你会看见另一个不吃早饭的你,你会看见一个天没亮就爬起来抢银行的你。实际上,宇宙论者认为如果你观测地足够远,你会进入另一个哈勃体积——一个完美复刻版的我们生活的宇宙。在10188米之外的另一个宇宙里有一个和你完全相同的人做着和你完全相同的事情。听上去不太可能,但是无限这个概念比无限本身还要更加无限。[page]
暗流星系团
2008年天文学家发现宇宙中成团的物质好像正在以极高的速度朝着同一个方向运动,这个现象用可见宇宙中的任何引力模式都无法进行解释。速度达到每小时2百万英里(321.8万公里)。2010年的新进观测结果确认了这种现象——暗流。这种物质的运动过程挑战了所有对大爆炸后宇宙整体物质分布的预测。可能的原因之一 哈勃体积之外的巨大质量结构产生的引力对本宇宙的影响结果。这意味着在我们观测范围之外的无限宇宙中存在着不可确定的构造。这些构造可能以任何形态出现,有可能是一大块物质和能量的结合体,其体量之大超乎人类想象,也有可能是其他宇宙来的奇怪弯曲漏斗状引力。
宇宙是无限多的泡泡
说到底哈勃体积之外的宇宙还是宇宙,只是我们看不到。这些地方和我们观测到的宇宙遵循同样的物理规律和各种常量。宇宙大爆炸后,宇宙就在不断膨胀,膨胀中会导致太空中产生泡泡。每个泡泡里面都是停止膨胀的宇宙,每个泡泡里面都有各自的物理法则。这种理论认为宇宙无限,泡沫本身也是无限(你可以在某个无穷集合中挑一个无穷数,还是包含于这个无穷集合)。即便你能逃出泡泡的边界,泡泡外的宇宙空间依然在膨胀,无论你以多块的速度追赶你都无法探索到其它的泡泡。[page]
黑洞产卵宇宙论
物理学家Lee Smolin提出过一种新的理论,他认为我们宇宙中的每个黑洞都会创造一个新的宇宙。而每一个新的宇宙的物理定律又和之前的宇宙有些许不同。Smolin提出了一种自然选择的宇宙论,如果某些物理法则可更频繁地生成黑洞,就能创造更多宇宙。同时没有黑洞形成的宇宙只能等死。
有许多平行宇宙
关于平行宇宙的理论就太多了,目前接受程度最高的几种理论中,有一种是弦理论的进化版本 认为有几层膜在其它维度震动。简单的说这些涟漪一样的在11维度震动的膜就是我们的宇宙之外的其它宇宙。涟漪运动效应可以帮助解释已观测宇宙的物质分布。这种理论认为重力之所以特殊的原因是重力是从其它维度中的其它宇宙泄露到我们这个维度的这个宇宙的。(这也能解释为什么重力相较其它基本力如此微弱)。
宇宙有多大?
想要了解宇宙究竟有多大,请你试着将一枚硬币放在你的面前。假设这枚小小的硬币就是我们的太阳,那么另一颗代表距离太阳最近的恒星 比邻星的硬币就应当放在大约563公里之外。对于生活在中国的读者而言,比如上海的读者,这第二枚硬币几乎要摆放到山东或安徽省境内,而对于一些小国的居民而言,这颗硬币可能都已经放到外国去了。[page]
而这仅仅是太阳和距离它最近的一颗恒星而已。当你试图模拟更大范围内的宇宙空间时,就会麻烦的多了。比方说,相对于你的那颗硬币太阳,银河系的直径将是大约1200万公里,这相当于地月距离的30倍。正如你所看到的,宇宙的尺度是惊人的,几乎没有办法用我们生活中所熟知的距离尺度加以衡量。
但这并不意味着人类丈量宇宙的梦想是遥不可及的。天文学家在长期的工作研究中已经找到一些行之有效的方法去测量宇宙的尺度。以下我们将向你呈现有关的内容
1 宇宙的尺度
宇宙的尺度我们并非居于宇宙的中心,但是我们确实居于可观测宇宙的中心,这是一个直径约为930亿光年的球体
这个星球上没有人知道宇宙究竟有多大。它或许是无限的,也或许它确实拥有某种边界,也就是说如果你旅行的时间足够长,你最终将回到你出发的地方,就像在地球上那样,类似在一个球体的表面旅行。
科学家们对于宇宙具体的形状和大小数据存在分歧,但是至少对于一点他们可以进行非常精确的计算,那就是我们可以看得多远。真空中的光速是一个定值,那么由于宇宙自诞生以来大约为137亿年,这是否就意味着我们最远只能看到137亿光年远的地方呢?
答案是错误的。有关这个宇宙的最奇特性质之一便是 它是不断膨胀的。并且这种膨胀几乎可以以任何速度进行——甚至超过光速。这就意味着我们所能观测到的最远的天体事实上远比它们实际来的近。随着时间流逝,由于宇宙的整体膨胀,所有的星系将离我们越来越远,直到最终留给我们一个一片空寂的空间。
奇异的是,这样的结果是我们的观测能力事实上被“强化”了,事实上我们所能观察到最遥远的星系距离我们的距离达到了460亿光年。我们并非居于宇宙的中心,但是我们确实居于可观测宇宙的中心,这是一个直径约为930亿光年的球体。[page]
2 充斥着星系
这张照片是美国宇航局哈勃空间望远镜获得的最深邃的影像之一这是美国宇航局哈勃空间望远镜获得的最深邃的影像之一
这张照片是美国宇航局哈勃空间望远镜获得的最深邃的影像之一。科学家们让哈勃望远镜对准天空中的一小块区域进行长时间的曝光——长达数月,尽可能地捕获每一个暗弱的光点。文中上图是局部的放大,完整的图像是下面这幅图,其中包含有1万个星系,从局部放大图中,你可以看到一些星系的细节。
完整的图像完整的图像
当你看着这些遥远的星系,你可能没有意识到自己正在遥望遥远的过去,你所看到的这些星系都是它们在130亿年前的样子,那几乎是时间的尽头。如果你更喜欢空间的描述,那么这些星系离开我们的距离是300亿光年。
宇宙处于不断的膨胀之中,但与此同时科学家们对于宇宙尺度的测量精度也在不断提高。他们很快找到了一种绝佳的描述宇宙中遥远天体距离的方法。由于宇宙在膨胀,在宇宙中传播的光线的波长将被拉伸,就像橡皮筋被拉长一样。光是一种电磁波,对于它而言,波长变长意味着向波谱中的红光波段靠近。于是天文学家们使用“红移”一词来描述天体的距离,简单的说,就是描述光束从天体发出之后在空间中经历了多大程度的膨胀拉伸。一个天体的距离越远,当然它在传播的过程中光波波长被拉伸的幅度越大,光线也就越红。
如果使用这种描述方法,那么你可以说这些遥远的星系的距离大约是红移值Z=7.9,天文学家们立刻就会明白你所说的距离尺度。[page]
3 最遥远的天体
最遥远的天体最遥远的天体
这张图像中间部位那个不太显眼的红色模糊光点事实上是一个星系,这是人类迄今所观测到的最遥远天体。美国宇航局哈勃空间望远镜拍摄了这张照片,这一星系存在的时期距离宇宙大爆炸仅有4.8亿年。
这一星系的红移值约为10,这相当于距离地球315亿光年。看起来这一星系似乎非常孤单,在它的周围没有发现与它同时期的星系存在。这和大爆炸之后大约6.5亿年时的情景形成鲜明对比,在那一时期,天文学家们已经找到大约60个星系。这说明尽管这短短2亿年对于宇宙而言仅仅是一眨眼的功夫,但是正是在这一短暂的时期内,小型星系大量聚合形成了大型的星系。
但是这里需要指出的是,天文学家们目前尚未能完全确认这一天体的距离数值,这也就意味着其实际距离可能要比现在所认为的更近。在美国宇航局的下一代詹姆斯·韦伯空间望远镜发射升空以替代哈勃望远镜之前,科学家们都将不得不在数据不足的情况下进行估算。[page]
4 最遥远的距离
最遥远的距离最遥远的距离
天文学家能够观测到的最遥远的光线名为“宇宙微波背景辐射”(CMB)。这是抵达地球的最古老的光子,它们几乎诞生于宇宙大爆炸发生的时刻。在大爆炸发生后的短时间内,宇宙非常小,因此相当拥挤,物质太过稠密,以至于光线无法长距离传播。
但在宇宙诞生之后大约38万年之后,宇宙已经变得足够大,光线第一次可以自由地传播。这时发出的光是我们今天所能观测到的最古老的光线,是宇宙的第一缕曙光;它存在于宇宙的每一个方向,无论你把望远镜指向哪个方向,都可以观测到它的存在。宇宙微波背景辐射就像一堵墙,我们最远也只能看到墙这一侧的风景,但是却绝无办法穿墙而过。
那么这些最初的宇宙之光怎么变成微波了呢?这还是因为宇宙的膨胀。随着宇宙的膨胀,当时发出的光波波长被逐渐拉长,经历如此久远的时间(137亿年),它们的波长已经被拉伸到了不可思议的程度。随着宇宙膨胀冷却,现在这一辐射的剩余温度大约仅有-270摄氏度,也就是著名的3K背景辐射。这种辐射的分布显示出惊人地各向同性,各处的差异小于10万分之一。
而如果有朝一日人类终于能够制造出高灵敏度的中微子探测器,那么我们将终于可以突破宇宙微波背景辐射设置的那堵墙,而看到其背后中微子出现时的情景,即所谓的“宇宙中微子背景”。和光子不同,对中微子而言,一般意义上的物质几乎是透明的,它们可以轻而易举地穿过地球,穿过太阳,甚至穿过整个宇宙。正是因为这一特征,一旦我们能够解码中微子中携带的信息,我们将能回溯到宇宙大爆炸之后仅数秒时的情景。[page]
5 星系蝴蝶图
星系蝴蝶图星系蝴蝶图
天文学家们向宇宙张望,他们注意到宇宙中的星系分布并非呈现随机状态,由于引力的作用,星系倾向于相互接近,从而形成规模巨大的聚合体,如星系团,超星系团,大尺度片状结构乃至所谓的巨壁。
天文学家们开始着手纪录这些星系在三维空间中的位置,他们很快成功地制作出较近距离范围内星系的三维分布图,这是一项令人惊叹的成就。大部分此类巡天观察都将注意力集中在距离地球70亿光年之内的范围,但他们在此过程中也发现了许多类星体,这是宇宙中亮度惊人的奇特天体,来自早期宇宙,其距离可能是70亿光年范围的4倍以上。
在全部这些努力中,斯隆数字巡天(SDSS)可能算是规模最大的一个。参与这一项目的天文学家们目前已经基本完成对1/3天空的巡天观察,并在此过程中记录下超过5亿个天体的精确位置信息。而本文此处的配图则来自另一项巡天计划 6dF星系巡天,这是目前规模位居第三的巡天项目。这张图像中之所以会缺失很多地方,是因为银河系的阻挡,很多天区我们都无法进行观测。[page]
6 邻近的超星系团
邻近的超星系团邻近的超星系团
在距离地球比较近的空间内,天文学家们的了解相对而言就会多一些。我们现在知道在距离地球约10亿光年的距离内存在一个超星系团的海洋。这些是被引力作用聚集在一起的大量成员星系。
我们的银河系本身是室女座超星系团的成员,这个超星系团正位于这张图像中中央位置。在这个巨大的超星系团结构中,我们的银河系毫无特别之处,它只是位于一隅之地的普通成员星系而已。在这一宏伟结构中占据统治地位的是室女座星系团,这是一个由超过1300个成员星系组成的庞大集团,其直径超过5400万光年。
另一个超星系团很值得关注,那就是后发座超星系团,因为它的位置恰好位于北方巨壁(Northern Great Wall)的中心位置。北方巨壁是一个大到令人难以想象的巨型结构,其直径约有5亿光年,宽度约3亿光年。我们星系“附近”最大的超星系团是时钟座超星系团,其直径超过5亿光年。[page]
7 暗物质和暗能量
暗物质和暗能量暗物质和暗能量
这个宇宙另外一件令人吃惊的事实是 占据宇宙大部分的成分我们却完全看不到。暗物质是一种神秘的存在,科学家们认为它们遍布宇宙各处,但是我们却看不到也摸不着。它们和光以及任何种类的电磁波都不发生作用,而这正是人类赖以探测宇宙的基础工具。不过它会产生引力,通过它对周遭空间施加的引力效应,科学家们能够感受到它们的存在。
是的,我们能够感觉到暗物质确实存在。比如我们所在的室女座超星系团大约拥有10的15次方倍太阳质量,但是整个超星系团的光度却仅有太阳的3万亿倍。这就意味着室女座超星系团的光度相比其质量所应当拥有的光度小了约300倍。这样的事实是难以解释的,但是如果考虑到这其中遍布大量拥有质量但却不发光的暗物质,一切也就不奇怪了。
事实上,根据计算结果,宇宙中的暗物质含量是我们平常所见的普通物质的5倍。但是暗物质尽管强大,却仍然不足以统治宇宙。真正支配着我们这个宇宙的力量来自另一种神秘物质 暗能量。普通物质和暗物质有一个共同点,那就是它们都拥有质量,并向周围空间施加引力影响,换句话说,它们的作用是让物质聚拢,让宇宙减速膨胀甚至最终收缩。然而,当科学家们观测宇宙,试图分辨出宇宙究竟是在减速膨胀还是在收缩时,他们惊骇地发现事实完全出乎他们的预料——宇宙根本没有收缩或减速,它正在加速膨胀!毫无疑问,存在一种未知的强大到异乎寻常的力量,它不但独力抵抗了整个宇宙中所有普通物质和暗物质产生的引力作用,甚至还推动整个宇宙加速膨胀。对于暗能量的发现最近刚刚被授予了今年的诺贝尔物理学奖,但是尽管有了这样的巨大进展,科学家们对于究竟什么是暗能量却依旧毫无头绪,一无所知。现在有关这一课题的理论几乎就相当于“虚位以待”,等待着未来出现一个更加完美的理论能摘取成功解释暗能量本质的桂冠。[page]
8 宇宙之网
宇宙之网宇宙之网
星系巡天的结果显示我们的宇宙似乎显示一种“泡沫网状”结构。几乎所有的星系都分布在狭窄的“纤维带”上,而在它们的中间则是巨大的空洞,天文学上称为“巨洞”。这些巨洞的体积巨大,有些直径可达3亿光年,其中几乎空无一物。但是这样说并不正确,因为尽管我们看上去那里确实是什么也没有,但实际上这里充斥着暗物质。
这里这张图是一份计算机模拟结果,它显示我们的宇宙呈现一种纤维网状结构,其中分布着节点,纤维带和层。这种复杂结构的起源来自宇宙微波背景辐射中微小的涟漪,这是其中密度微小变化的体现。随着宇宙膨胀,这些微小的高密度区去逐渐吸引更多的物质向其聚集,这种效应持续上百亿年,其结果是惊人的——它造就了我们今天所见的宇宙。[page]
9 检验宇宙模型
检验宇宙模型检验宇宙模型
2005年,一个国际天文学家小组试图检验现有的宇宙学理论是否正确。他们进行了一项名为“千年运行”的模拟计划,在计算机中他们模拟100亿个粒子在一个边长为20亿光年的立方体空间中,按照我们现有的理论去作用于它们,是否能得到某种我们所预期的结果。
这项模拟实验中考虑了普通物质,暗物质和暗能量因素,成功地再现出宇宙从混沌逐渐显现类似于我们今天所观察到的宇宙大尺度结构。在模拟运行的过程中,研究人员们目睹了宇宙中大质量黑洞的出现,强大的类星体发出剧烈的辐射,模拟的结果中还出现了大约2000万个星系。正如文中此处展示的那样,研究人员们发现模拟的结果产生出一个和我们所观察到的现实宇宙非常相似的状态。
宇宙之外有什么?
做个假设 假设宇宙有外面
1.如果“外面”对我们所在的宇宙有影响,我们就能得到它的资料,对其探测。但我们至今没有收到这样的数据——暂且认为不存在。(但我觉得就算受到影响,我们也不能知道这个是宇宙内的还是宇宙外的,所以可以认为不存在。)
2.如果“外面”对我们所在的宇宙有影响,我们却不能得到它的资料,不能对其探测,这样我们也可以认为不存在,或做一些假设(但这些假设建立在不可探测上,所以可信度。。)
3.如果“外面”对我们所在的宇宙没有影响,我们当然不能得到它的资料。既然没有任何影响就可有可无,就可以认为不存在(或者给小说家以题材)。
综上所述,或许真的有外面,但以人类的能力则只能认为其不存在。人类解释不了的事多了,不用太介意
宇宙之外是什么?关于宇宙的边界问题,至今为止我还是觉得霍金的形容最好,“宇宙是有限而无界的”。
这话眨眼看去似乎充满矛盾,而我们又该如何去理解呢?宇宙不是无限的,这已经被现代物理证明,我们已经明白我们身处的宇宙其实开始于大爆炸的奇点,然后,宇宙才有了时间。空间和时间是不可分的,单独理解他们的存在没有意义。随后,宇宙在时间中不断膨胀,到目前为止,我们通过观测知道宇宙依然处在膨胀的过程中,并且没有停止和收缩的趋势。由此可见,我们的宇宙并不是无限大的,也不是均匀存在的,事实上他在不断膨胀扩大。他开始的一点并不是物质意义上的一点,而是一个没有空间和时间概念的奇点,在这里,一切我们世界所理解的东西都是毫无意义的。
但是同时我们还应该知道,宇宙又是没有边界的,不能用我们传统概念的边界来理解宇宙。所以才有了这样的形容,宇宙是有限但无界的。
如何理解这无界呢?这就好像我们处在地球表面,地球是有限大小的,但是我们在地球的表面却找不到地球的边界,因为他是球形的,所以在二维的地球表面,地球是无界的,而在三维空间,地球却是有限的。他有大小体积以及形状。
宇宙存在相同的道理,在三维空间,宇宙是无界的,当你自以为奔向遥远的宇宙边界时,其实只不过是在弯曲的时空中兜圈子,因而永远也无法发现宇宙的边界。就好像你沿着弯曲的地表去寻求地之界一样,你是无法找到地球的边缘的。
然而,当我们跳出现实的三维空间,而站在四维甚至更高维,却可以轻易的发现,这个宇宙是有限的,就如同我们站在太空看地球般一览无余。
不难看出,如果我们游荡在地球表面去寻找边界无异于缘木求鱼,可是我们一旦明白这一点,利用飞船离开了地球表面,一切都清晰了起来,可以说,我们在那时候离开了二维,走向了三维,因而轻易的发现了地球的秘密。同理,当我们发现了另外一个方法而告别三维空间,走向更高维的时候,我们就立即从自己所在的那一点,离开了本宇宙而最终看到宇宙的真相。这个方法,或许就是霍金描述的虫洞,也说不定答案就在宇宙中天然存在的黑洞,那一些奇点所在的地方。那么是不是可以这样想象,我们的宇宙之外,还有无数的其他宇宙,只不过他们存在的形式并不是我们形象的三维空间,而是多维的,超越我们的视觉印象。
离开了地球表面的束缚,我们才发现世界上存在无数个地球,离开三维宇宙的束缚,或许才能让我们明白,这个世界上,我们的宇宙并不孤独。
因此,要想明白所谓宇宙之外,就必须要求人类超越我们目前的宇宙,而这在目前的科技和认识条件下,还无法做到,所以我们都在想象并探索。
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