|
解析天文学如何定义宇宙 解析天文学网络公开课 第四讲：宇宙的定义 周坚/2014年12月14日 在上一讲中，我们认为在真空中的光传播距离有限这种假设情况成立，由此让我们通过制图的形式绘制了宇宙整体观测像，并从观测的角度认识到，宇宙就是可观测宇宙和不可观测宇宙的总称，它至始至终都是一个唯一存在的自然统一体，而且不论观测者是否去观测它，以及在宇宙的什么空间位置上去观测它，它都是如此地存在在哪里。在这一讲中，我们就从观测的角度、存在的角度和平衡的角度，对宇宙下一个确切的定义，这是让我们从现在开始能够真正正确地认识和理解宇宙的重要环节。 §4.1 从观测的角度来定义宇宙 在上一讲中，我们一步一步地绘制出了一幅宇宙整体观测像，虽然这个观测像是在假设在真空中的光传播距离有限情况下绘制出来的，但从此让我们从观测的角度对宇宙有了一个崭新认识，即宇宙就是可观测宇宙和不可观测宇宙的总称，说具体点，宇宙就是以观测者为球心（注：这类似于在浓雾中的观测者以自己为圆心），以光传播极限距离Z0为半径，或者说以极限观测距离Rmax为半径（注：这类似于浓雾的能见度），所构成的球形体（注：这类似于在浓雾中的观测者所观测到的圆形），以及之内所包含的一切物质存在的自然统一体，以及之外所包含的一切物质存在的的自然统一体，这两个自然统一体所构成的一个整体之总称。 由此可见，宇宙，从观测的角度来讲，它就是相对观测者对宇宙进行观测所反映出来的可见与不可见的一切物质存在的自然统一体。 总之，从观测的角度来定义宇宙，就是要强调宇宙无论有多么大，即便是无限大，我们人类也是能够过程观测来理解和认识，它强调的是宇宙的可观测性和可认识性。 §4.2 从存在的角度来定义宇宙 我们知道，物质的存在不是以我们是否观测它而存在的，因此，从存在的角度来定义宇宙，我们不难获知，宇宙是一切物质存在集合的自然统一体，而物质存在的形式是五花八门的，它反映在空间、时间、物质和能量等各个方面。 总之，从存在的角度来定义宇宙，就是要强调宇宙是物质的宇宙，它强调的是宇宙的物质性，而物质是不可能无中生有的，也是不可能凭空消失的，它只能以一种存在形式，在一定条件下向另一种存在形式转换。 §4.3 从平衡的角度来定义宇宙 我们现在知道，真空中的光传播距离有限，在这种假设成立前提下，我们已经绘制出了宇宙整体观测像，从观测的角度来看，宇宙不外乎就是相对观测者对宇宙进行观测的可观测宇宙和不可观测宇宙的存在总称，而这种观测现象的总称与观测者所在宇宙的空间位置没有如何关系。 为了便于理解，我们不妨以地球上的我们人类观测宇宙为例，当我们在地球上观测宇宙的时候，宇宙是相对我们对宇宙进行观测的可观测宇宙和不可观测宇宙的存在总称，而当我们从地球经过星际旅行来到遥远的另外一个星球上去观测宇宙的时候，宇宙就是相对另外一个星球上的我们，对宇宙进行观测的可观测宇宙和不可观测宇宙的存在总称。 从可观测宇宙和不可观测宇宙的相对观测者对宇宙进行观测的相对性特征，我们不难发现，宇宙至始至终在整体上都是保持一种动平衡状态。 宇宙为什么能够至始至终在整体上保持一种动平衡状态呢？这得归功于强相互作用力、电磁相互作用力、弱相互作用力、万有引力，在自然界中的这四种最基本自然力的相互作用制约，使宇宙这个一切物质存在的自然统一体在整体上至始至终处于动平衡状态。 由此可见，宇宙是一切物质存在，在强相互作用力、电磁相互作用力、弱相互作用力、万有引力，这四种基本自然力的相互作用下，在宇宙学尺度上达到一种动平衡状态的一个自然统一体，这就是从平衡的角度来考虑所获得的宇宙定义。 综上所述，宇宙是一切物质存在，在强相互作用力、电磁相互作用力、弱相互作用力、万有引力，这四种基本自然力的相互作用下，在宇宙学尺度上至始至终保持一种动平衡状态的一个自然统一体，而从观测的角度来看，就是相对观测者对宇宙进行观测所反映出来的可观测宇宙和不可观测宇宙的总称。 |
|
|
