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宇宙的终点在哪?计算机模拟显示:宇宙似乎存在自相似性

 你好122 2024-05-16 发布于江西

导语

宇宙的终点在哪?计算机模拟显示:宇宙似乎存在自相似性

1990年2月14日,距离地球64亿公里的太空中,旅行者一号在最后一次执行摄影任务时拍下了我辈人所能看到的太阳系全家福,而此时的地球只是一个淡淡的小蓝点,表明着地球在太阳系中微小的存在。
从此刻开始,人类探索宇宙边界的步伐也在一点一点展开,人类也开始有了能力观测到远离地球的物体,同时也开始了对宇宙边界的探索之路。

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然而在我辈人类的历次探索中,却并没有找到那个宇宙的终点,就像人类搜索地球的边界一样,找不到边界。
这是为何呢,宇宙又到底有没有边界?
其实或许宇宙的存在就是要证明宇宙没有边界,我们探索宇宙的过程中,或许还有更重要的东西需要我们去发现,那就是宇宙与我们之间的联系。

宇宙的终点在哪?计算机模拟显示:宇宙似乎存在自相似性

一、人类探索宇宙。

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英国物理学家辛格曾经说过:“宇宙的边界,是所有真正意义上的科学家共同的梦想。”
我们都知道如果我们想要知道一个事物的本质,我们就需要探索它的边界。
然而就像地球一样,人类在上面生存了几万年,却依然没有到地球的边界,这也让科学家非常好奇,那么,宇宙的边界又在哪里?
我们人类又是否有能力探索到它的边界?

既然宇宙有一个边界,那么在这个边界处,一定会有一些特殊的现象,这些现象我们人类由于受限于自己的认知和技术,也无法探测到,正是这些东西,常常是人类所不知道的,也是科学家们最想探索的。
尽管人类还无法探索到宇宙的边缘,但是我们却在宇宙中发现了巨大的宇宙结构。
在可观测宇宙中,存在着巨大的宇宙结构,如史隆长城、拉尼亚凯亚超星系团等都是宇宙中的典型例子。

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在可观测宇宙中还有着许许多多的星系和物质结构,这些物质结构不仅在宇宙中的尺度上是巨大的,而且在复杂性上也是令人难以想象的,同时这些宇宙结构也是人类对宇宙本质的一种认识。
正因为人类对宇宙结构的研究,让我们发现了有些宇宙结构和人类生活中的一些结构具有相似性,这些相似性都源于宇宙的微观世界。

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科学家通过对宇宙结构的研究发现,一些宇宙结构具有分形特征,那么这种分形特征又是什么呢?
分形是什么?
自然界中的分形是什么样子?
1982年,美国一位数学家-曼德布勃罗特发现了一类构造简单而且美丽的几何图形。
在曼德布勃罗特的图形中,无论是图形的边界还是图形的内部,都包含着很多不规则的小结构,这些小结构又是图形的小缩影。

而且这些小结构之间的尺度差异很大,并且这些小结又包含着更小的结构,如此循环,直到小结构的尺度小到一定程度,这个图形就变得光滑了,不再包含小结构。
而这种特殊的构造就是分形,分形是大尺度结构的形状在小尺度上的复制结构,这种复制结构表现出来的就是尺度的无穷大性质和无穷大性质。

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这就意味着分形具有自相似性,并且在小尺度的结构上展现大尺度结构的相似性。
在分形的大尺度上和小尺度上都展示出相同的物理特征,而这些物理特征又具有统一的物理规律。
宇宙的本质可能就是呈现出分形特征。
因为当我们观察到比史隆长城还大的东西时,我们就发现了史隆长城的存在,而这种现象或许还会一直持续下去,直到我们发现不了比它更大的结构。

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二、宇宙和生命中的相似之处。

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在过去的几十年中,人们在观测能见度的宇宙范围内,从地球附近的物体研穸起,依次到银河系,地球群落、和星系团,发现了不少相似的表现。
宇宙在不同尺度上的差异,使人们观察到不同的情况,但是从整体来看,人们还是从中找到了宇宙的统一性。
史隆长城就是宇宙中这些巨大的宇宙结构之一,它是宇宙中距离地球最远的大型结构,史隆长城上已经发现了约5000个星系。

史隆长城中的星系都是按照一定的规律排列的,而史隆长城这个巨大的宇宙结构和地球上的城市的发展史有着一定的相似之处。
我们知道在人类社会的发展史上,一开始是零星的星星点点的一些人聚集在一起,生活在一起,用原始的方式生存。
随着社会的发展,这些村庄和城市也逐渐的发展起来,并且越来越多的人慢慢的从简单的聚居地点向大城市进行转移。

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这种规律不仅在地球上的人类社会中存在,就连史隆长城这大型宇宙结构中的星系群的分布,都和附近的密度有着一定的关系,同时,史隆长城这个大型的宇宙结构中的星系也是从小群落中形成的。
这些星系再根据一些其他的方面,如内部的重力、吸引力等等,结合宇宙的物质密度进行聚集,最终形成星系群和星系。

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因此,从地球上的城市发展史和史隆长城的星系发展史来看,它们有着惊人的相似性。
正因为这种相似性,让我们认识到宇宙中的尺度可以和我们所在的星球上的尺度有着相似的规律,也让我们对宇宙有了更深的认识。

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在宇宙的巨大尺度上,还有着像拉尼亚凯亚超星系团这样的超大型宇宙结构,这个宇宙结构直径大约为1.17亿光年,在宇宙尺度上算是活动分子。
而在人类生活的尺度上,我们所处的星球和星球之间的距离有着太大的差距,这种尺度上的差距可能人们很难想的到。
正如同放大一个铜线上的晶体,它的尺寸和大尺度上的结构差距巨大,但是晶体的边缘正是由小尺度的晶体所构成的。

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这种巨大尺度上和小尺度上的差距让我们很难进行思考,而在人们对宇宙进行模拟研究时,人们发现不仅是在宇宙尺度上,宇宙结构在微小尺度上同样保有不凡的相似,而这些相似正是宇宙中的分形特征。

一些科学家通过计算机对宇宙的微观结构进行了模拟,有趣的是,他们发现在一些人工智能系统中的神经网络和宇宙中的结构也具有相似性。
人工智能系统通过学习对物体的识别和分类,而对于像字母、人脸等微小的结构,它们也具有分形特征,正如同宇宙中的结构一样。

这种分形特征的发现让人们对宇宙中的结构保有不凡的兴趣,同时科学家通过计算机模拟的方法,对宇宙的起源和发展进行了深入的研究,他们希望通过模拟的方法,找出宇宙的规律。
人们通过计算机模拟的方法,发现宇宙不仅存在分形特征,同时还存在许多统的规律,这种规律表现在大尺度上和小尺度上,和宇宙结构以及生命中的结构,都存在相似性。

结语

人类在探索宇宙的过程中,不仅发现宇宙存在分形特征,同时发现宇宙中的结构和人类生活中的一些结构之间存在相似性。
人类通过对宇宙的研究,正是这种相似性给我们提出了一种新的思路,那就是宇宙和生命可能存在着更深层次的联系。
通过对宇宙和生命中的相似性的研究,或许能帮助人们在认识上有一个更深层次的理解,同时也能更好的理解宇宙的起源和发展,以及生命在其中所扮演的角色和意义。

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