分享

为什么宇宙是平坦的而不是球形的?

 天文在线 2023-04-08 发布于云南

我的问题涉及平坦宇宙理论。如果宇宙大爆炸真的存在,为什么宇宙会是平坦的呢?我认为大爆炸会导致球形的能量、光、物质、热、辐射以及其它以球形状态向外膨胀的东西产生。

             

宇宙大爆炸的含义经常被误解。人们常常认为有些东西爆炸了,之后这一爆炸的部分膨胀到了我们现在的位置。这是不正确的。在大爆炸之前,并不存在空间或时间。所以大爆炸“之外”什么也没有。宇宙的体积只是简单地由很小膨胀得巨大,而这一膨胀直至今天也在发生。所以,我们现在身处的位置与极早期小宇宙的某个位置是相对应的。因此,大爆炸在宇宙的任何位置都会发生。它发生在宇宙的所有地方,包括我们现在身处的地方。

             

为什么宇宙看起来是平的?长期以来,这是众多令人费解的宇宙学问题之一。今天,很多天文学家都相信暴胀理论(有很多证据都支持这个理论)。根据这个理论,宇宙在大爆炸后的10-30秒经历了指数级别的膨胀。最后到暴胀时期结束时,原子大小的东西已经膨胀成了太阳系大小。

             

在这种情况下,无论宇宙最初的几何形状如何,在我们看来它都是平的。用气球来做个类比:我们可以轻松地看出它是圆的;但如果我们现在把它吹得很大,然后将一只小蚂蚁放在上面,这只蚂蚁会认为它是在一张扁平的纸上,因为它发现不了曲率。换句话说,我们探索的距离太短,以至于无法发现宇宙中任何可能的曲率。

             

如果你说“我们探索的距离太短,以至于无法发现宇宙中任何可能的曲率”,我们如何能相信有关平坦宇宙的证明呢?一切证明平坦宇宙的尝试是否局限于从可观测宇宙中收集的证据?如果是这样,我们将会和地球上一只短视的蚂蚁没有差别,除非信息可以超光速传播,否则我们不可能找到此类的证明。

             

首先,你必须区分“宇宙”和“可观测宇宙”。准确地说,“宇宙”构成了存在的一切,但“可观测宇宙”构成了仅在我们视野内存在的一切(也就是说,在光有足够时间到达我们的情况下的宇宙体积)。我们可以进行的每次观测都受限于可观测宇宙,在它之外我们不可能确定发生了什么。但是很多人将“可观测宇宙”缩写为“宇宙”,从而造成了一些困扰。所以当我们说“威尔金森微波各向异性探测器(Wilkinson Microwave Anisotropy Probe,简称WMAP)给出了有关平坦宇宙的有力证明”,我们实际上说的是“WMAP给出了有关平坦可观测宇宙的有力证明”。

             

然而,根据暴胀理论,即使宇宙存在曲率,在我们能够测量的水平内,可观测宇宙也应该是平坦的。但是我们不“知道”暴胀理论是否正确。所以是的,进行类似WMAP做过的实验对我们来说很重要。如果我们发现可观测宇宙中平坦性的偏差,那它将会成为反驳暴胀理论的凭据。

FY:重返橘子共和国

作者:Jagadheep D. Pandian

如有相关内容侵权,请于三十日以内联系作者删除

转载还请取得授权,并注意保持完整性和注明出处

翻译:天文志愿文章组-重返橘子共和国

审核:天文志愿文章组-

终审:天文志愿文章组-

排版:天文志愿文章组-

美观:天文志愿文章组-

参考资料(备份)

1.WJ百科全书

2.天文学名词

3.原文来自:http://curious.astro./physics/the-theory-of-relativity/103-the-universe/cosmology-and-the-big-bang/geometry-of-space-time/600-why-is-the-universe-flat-and-not-spherical-advanced

本文由天文志愿文章组-重返橘子共和国翻译自Jagadheep D. Pandian的作品,如有相关内容侵权,请于三十日以内联系运营者删除。

    转藏 分享 献花(0

    0条评论

    发表

    请遵守用户 评论公约

    类似文章 更多