宇宙很美 宇宙无限大? 都说宇宙浩瀚无垠,那宇宙真的无限大吗?支持这种观点的人,会说因为我们观测到的宇宙就是没有边界的啊,当然就是无限大的。 人类最先进技术仍无法观测到宇宙的边缘 可是进一步问:我们看到的宇宙无限大,就真的无限大吗? 直接观测法无法回答这个问题,因为这里有一个直接观测发悖论: 如果宇宙无穷大,我们就永远无法通过观测得到无穷大;如果无法直接观测得到无穷大,我们就无法证明宇宙无穷大。 直接观测法悖论本身说明,宇宙如果无穷大根本无法使用观测证明,只能通过逻辑推理出来。 无限大吗? 宇宙是有限的? 从推理角度来看,宇宙界限无法直接观测到,但不代表什么证据都观测不到,而人类确实观测到一些“端倪”。 两个重要的端倪就是宇宙微波背景辐射和宇宙星体的普遍红移。 宇宙微波背景辐射的发现者直接获得了诺贝尔奖,因为它证明了科学界一个非常重要的假设,宇宙大爆炸理论。 宇宙大爆炸 宇宙大爆炸理论的核心是,宇宙来自大概170亿年前的一个体积极小的奇点,这个奇点大爆炸后,就形成了整个庞大的宇宙。而宇宙微波背景辐射,就是这次大爆炸残留的余温。 星体红移是指同一个星体传递到地球的光线的的光谱,随着时间,光谱的频率向红色移动。星体红移说明星体正在远离地球,而宇宙星体是普遍红移的,也就是宇宙中所有星体之间的距离都在远离。基于这个观测,然后有了宇宙膨胀学说。宇宙膨胀学说是说宇宙空间一直在膨胀。速度甚至超过光速。 宇宙膨胀 宇宙大爆炸理论和宇宙膨胀理论会很容易得到一个结论,就是宇宙是有限的。 那爱因斯坦怎么解释呢? 爱因斯坦说宇宙是'有限无边'的。 这句话直接理解很简单,就是说宇宙有限,但是没有边界。 爱因斯坦 其实我们早就接受过“有限无边” 听起来好难理解,有限怎么可能无边呢?其实我们早就体会过“有限无边”。那就是地球的有限无边,因为地球是圆的。 地球是三维的圆球 地球“有限无边”,是在二维观测得到的结果。 人类生活在地球,但其实只生活在地球的表面,而地球表面也足够大,足够让我们感觉我们看到地面是平面,而其实是曲面。古时人类最直接的感受,就是世界是平的。 当人类可以环球旅行,我们能感受到的就是世界“有限无边”。 环球旅行 我们生活在三维世界,所以我们直接可以根据“有限无边”推测得到地球是圆的。 其实在卫星飞上太空前,“地球是圆的”这个结论,都是从世界“有限无边”得到的推测;而卫星幸好证明了我们的推测。 苏联第一颗人造卫星 那怎么理解宇宙的“有限无边”? 指尖科技说小编想:地球在二维的“有限无边”,实际确是三维的球体;类似的,宇宙三维的“有限无边”,会不会也是四维的一个形状呢? 宇宙模拟 这只是推论,对于四维,有很多人说是时间;但是也有人说,既然一维二维三维,都是空间的概念,四维应该也是空间的概念,而不是时间。 爱因斯坦也提出过一个四维空间的概念,就是时空洞,也就是虫洞。虫洞是三维空间的扭曲,通过虫洞后,直接就可以移动在三维上极长的距离。 虫洞本身就是一个四维空间扭曲的结果。 虫洞示意图 从三维“有限无边”这个角度来看,宇宙可能也是一个四维空间的结果。 然而生活在三维空间中的我们,可能无法理解四维空间到底是什么样的,也无法理解说宇宙到底是什么样的、宇宙到底是不是无穷大。爱因斯坦虽然提出“有限无边”的说法,但是实际上需要证明也非常困难。 |
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