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如果宇宙不是無限的呢?

來源:hao123百家號     時間:2022-03-01 11:30:34

宇宙萬物都有它的壽命。即使恒星可以存活數(shù)十億年,但這也只是它們消亡之前的一段有限的時間。然而,有些理論說,宇宙本身在本質(zhì)上是無限的,它可以永遠持續(xù)下去。宇宙的壽命是我們存在的最基本的一個方面,但也是最神秘的,其中有些或許會成為未解之謎。所以這就是“揭示真相”欄目,今天我們將要回答這個非同尋常的問題:如果宇宙是有限的,我們將會何去何從?

如果宇宙是無限的,那么它就會變得越來越大,我們永遠無法完全測量它。但即便如此,我們?nèi)匀豢梢栽诳捎^測的宇宙中測量我們能看到的或理解的一切。因為光以固定的速度傳播,所以我們可以估計出我們從地球上了解到的所有星系和恒星的面積有多大。宇宙有138億年的歷史,但考慮到像隨著時間的推移發(fā)生的膨脹量這種其他因素,我們可以計算出可觀測宇宙的邊緣實際上距離地球470億光年,寬度大概總共有930億光年。

當然,地球上的我們并不是真正的宇宙中心,但膨脹確實讓它看起來是這樣的。然而很可惜的是,對于今天的問題來說,這些知識并不能告訴我們很多關于宇宙其他部分的信息,在不可見的部分,所有事物都無法觀測。那么,“無限”的宇宙還有什么其他的含義呢?首先,沒有所謂的邊緣??臻g是永恒的,沒有盡頭。不僅如此,根據(jù)一些解釋,這可能意味著有無限的星系和恒星,它們的結(jié)構也有無限的變化。

理論上,如果你能穿越一個無限的宇宙,你最終會遇到一顆和我們的太陽一模一樣的恒星,或者只是有一些很小的區(qū)別。更有趣的是,你最終會遇到另一個地球,甚至有另一個你生活在這之上。事實上,因為這些潛在的變化是無窮無盡的,對于無限宇宙,有的觀點甚至提出可能有無限個你在宇宙空間之中,“你們”在類似或相同的行星和恒星系統(tǒng)中做著你目前正在做的事,也就是我們常說的“平行時空”的概念。

但是,所有這些“額外”的物質(zhì)究竟從何而來?好吧,對于這樣一個極不尋常的理論,自然是沒有結(jié)論性的解釋,但一個可能的答案是,在(宇宙的)創(chuàng)造之初,并不是只有過一次大爆炸。相反地,有過許多次的爆炸發(fā)生在一個明顯是無邊無際的平面上——也就是我們的宇宙。但是,回到我們手上的問題!一個有限的宇宙——一個不會永遠持續(xù)下去并且最終會 “終結(jié)”的宇宙——也許是一個稍微不那么令人費解的概念,但它也有自己的一系列顯著的難以預料的后果。

假設“宇宙是有限的”這一命題被證明;現(xiàn)在它也可以被測量,我們終于對它到底有多大有了一個更可靠的概念。在某些方面,無論宇宙是否是無限的,我們已經(jīng)向這個形象邁進了一步。根據(jù)理論天體物理學家伊森·西格爾(Ethan Siegel)在2017年為《福布斯》雜志撰寫的文章,通過分析大爆炸留下的宇宙微波背景輻射,我們可以說,整個宇宙至少是我們所知道的可觀測部分的1500萬倍大——從地球的各個方向看,有11萬億光年之遙!因為人們還認為,在大爆炸發(fā)生之前,宇宙經(jīng)歷了一段暴漲期,所以西格爾也指出宇宙可能甚至比這要大得多。

11萬億光年只是一個最低的估計。如果宇宙真的在那里到了盡頭,那么它會是龐大的但仍然是有限的。所以,我們對宇宙的邊界看起來是怎樣的有什么想法嗎?即使宇宙被發(fā)現(xiàn)是有限的,他也并不一定需要有一個邊界,有無邊界取決于宇宙的形狀。如果宇宙的形狀像一個碟子,那么它確實會有一個邊界,但天文學家對這種看法越來越感到不適。

有邊界的宇宙空間在理論上是很難證明的,而宇宙的“邊緣”——你可以想桌子的邊緣一樣掉下來——是我們無法真正想象的東西。也就是說,大多數(shù)科學家都同意,考慮到光的傳播方式,宇宙很可能是平坦的——可以這么說。但問題就在這里,因為我們現(xiàn)在有一個難以想象的龐然大物——就今天的問題而言——可能是平坦的、有界的、沒有邊緣的。這三個準則似乎在一起并不匹配。不過,數(shù)學確實對此提供了一些解答。

莫比烏斯環(huán),比如說,它是平坦且有限的,可以無限止的循環(huán),繼而最終流向它本身。另一個理論是我們的宇宙像一個甜甜圈,我們稱之為環(huán)面。1980年由俄羅斯科學家團隊延伸提出來的一個概念,它實際是一個“三環(huán)”,一個類似的結(jié)構但是增加了維度。然后有一個猜想是,宇宙像一個克萊因瓶的形狀。首次在1880年提出克萊因瓶是一個奇特的管狀結(jié)構,同時也允許宇宙是一個平坦的,有限的,但是沒有邊界。

現(xiàn)在,已經(jīng)無從得知哪一個形狀是正確的,但至少還有一些選擇!不過,宇宙的形狀不僅僅能影響的是我們本身對于它的理解,更影響我們遇到其他生命的機會。如果宇宙是無限的,那么一定可以確定其他地方有生命。唯一能想到地球在無限宇宙孕育著唯一的生命的幾率是確實極小的(任意生命的形成)。不管怎樣,一個無限宇宙也意味著生命的存在被大量的分離。物理不可到達的遠方。

距離——也就是說無論我們怎樣進步我們都不會了解它太多,如果我們的宇宙是有限的且存在一個密封的和可測量的系統(tǒng),那么也可以說我們有很大的機會在某天能與其他生命接觸(如果他們存在),無論是在物理上或是通過傳輸。盡管,我們要解決的距離在有限宇宙是廣袤的,但不會無限的廣袤:事實上它本身使得它們更加的易于管理。

如果宇宙是出于某種原因正如它現(xiàn)在一樣不再繼續(xù)擴張尤其如此,反而是開始收縮。在特別的假設圖景上,星系之間的距離變得足夠近,它們之間的交流會變得更加可行是有道理的。宇宙的收縮不一定是宇宙的命運-仍然有大量的可能性-但是如果它是有限的,那將會在某一天結(jié)束。無論是否是所有物質(zhì)被大擠壓粉碎亦或是它延展它本身穿過大撕裂走向湮滅…一個有限的宇宙意味著這將有一個最終時刻。

其他理論例如大反彈理論一樣一定程度上允許宇宙重生,俯仰宇宙就像是更高層面的一部分,大循環(huán),如果空間實際上有封頂?shù)脑掃@將不會是一個選項。是的,我們能夠在某天測量它并且理解它的全部…是的,那可能意味著更有可能在其他地方發(fā)現(xiàn)生命。但它同時也意味著在非常遙遠的未來,我們探索的日子將會最終變得屈指可數(shù)。對于現(xiàn)在,我們不能真正的確保一個方法或其他?;蛟S宇宙有盡頭,或許沒有。但如果宇宙不是無限的那會發(fā)生什么呢?

by:hiee,牢不可破的聯(lián)盟,Messier,沫沫明里

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