來源:hao123百家號(hào) 時(shí)間:2022-03-24 15:14:23
小時(shí)候,當(dāng)我們抬頭看向漫天星空的時(shí)候,都會(huì)好奇地問父母:地球以外是哪里?父母會(huì)告訴我們,是太陽(yáng)系、是銀河系、是宇宙。當(dāng)時(shí),小編和大家一樣,曾經(jīng)無數(shù)次幻想過,乘坐一艘宇宙飛船,飛出去看看!
隨著年齡的增長(zhǎng),我們才知道宇宙有多么地廣闊,不過當(dāng)時(shí)的想法依舊沒有磨滅。直到今天還有很多人和小編一樣,為仰望星空保有著那一份初心。大家曾經(jīng)在幻想:假如我們以光速,做直線運(yùn)動(dòng)從地球飛向宇宙,是會(huì)飛出宇宙邊緣還是回到原點(diǎn)?
早在15世紀(jì)的歐洲,很多先哲就曾思考過這個(gè)問題,當(dāng)時(shí)的主流觀點(diǎn)是,地球是一個(gè)大大的平面。但是,意大利的航海家哥倫布堅(jiān)信,我們的地球是一個(gè)球。如果從歐洲出發(fā),持續(xù)向西們就會(huì)到達(dá)傳說中的中國(guó)、印度。
在當(dāng)時(shí),中印兩國(guó)有風(fēng)靡整個(gè)歐洲的瓷器、絲綢、茶葉。哥倫布想如果可以出發(fā)一趟,就可以賺得盆滿缽滿。因此,哥倫布用了整整十五年的時(shí)間去游說歐洲的各路君主,希望有人可以支持他。
1492年,哥倫布獲得了西班牙女王伊莎貝拉的支持。在出發(fā)前,哥倫布自己心里很清楚:地球是一個(gè)圓形球體,所以他向西航行,一定會(huì)到達(dá)遙遠(yuǎn)的印度;如果再向西繼續(xù)航行,一定會(huì)再次回到原點(diǎn)。
事實(shí)上,哥倫布的觀點(diǎn)源自于古希臘的時(shí)候,但是同行的水手不相信地球是一個(gè)圓形的球體。他們認(rèn)為:地球是一個(gè)平面,如果一直向著一個(gè)方向航行,最終會(huì)抵達(dá)世界的盡頭。那里可能是一堵墻,可能是海水的歸宿,也可能是萬丈深淵。
因此,在當(dāng)時(shí)人們的思維中,認(rèn)為地球就是我們的宇宙,地球的形狀就是我們世界終點(diǎn)的模樣。地球的終點(diǎn):可能是萬丈深淵,可能是一堵看不見的墻。因此,宇宙的邊界也是如此。
隨著科學(xué)的不斷發(fā)展進(jìn)步,我們通過學(xué)習(xí)知道:地球是一個(gè)球體。它是由二維正曲率曲面組成的一個(gè)三維封閉結(jié)構(gòu)。地球的大小有限,卻沒有絕對(duì)的邊界。因此,南轅北轍的說法并不成立,我們終將回到原點(diǎn),無法找到絕對(duì)邊界。
那么,科學(xué)家據(jù)此便提出了假設(shè):假如我們宇宙本身也是一個(gè)有限無界的封閉結(jié)構(gòu)呢?如果大家從整體的角度去看宇宙:它的空間曲率是一個(gè)正曲率。我們?cè)谟钪嬷挟嬕粋€(gè)大三角形,這個(gè)三角形的內(nèi)角和將會(huì)大于180°。
因此,這一刻,宇宙和地球是一樣的。我們?nèi)绻恢毕蚯?,依舊會(huì)回到原點(diǎn)地球,我們依然無法找到所謂的絕對(duì)邊界。
如果我們宇宙的空間是二維平面,并不是科學(xué)家假設(shè)的正彎曲結(jié)構(gòu)。那么,此時(shí)我們?cè)佼嬕粋€(gè)大三角形,這個(gè)三角形的內(nèi)角和是180°。此時(shí),宇宙也有可能形成一個(gè)高維有限的封閉結(jié)構(gòu),如下圖所示。這種情況下,我們駕駛航天飛機(jī)一直向前,也會(huì)無限循環(huán)。
如果,我們的宇宙是一個(gè)負(fù)曲率的開放結(jié)構(gòu),如同下圖中間那個(gè)圖案。那這樣的宇宙盡頭,就是開放并且無限的。如果,我們?cè)谶@樣的宇宙中駕駛航天器一直向前飛行,是永遠(yuǎn)無法找到盡頭的。因?yàn)檫@樣的宇宙空間是無限大的。
在這里,剛才可能有網(wǎng)友會(huì)問,三角形的內(nèi)角和不就是180°,怎么會(huì)超過或者小于呢?是不是小編在寫的時(shí)候出現(xiàn)了問題?在這里,請(qǐng)大家放心,小編在寫文時(shí)都是詳細(xì)的查詢了相關(guān)資料!因此,小編在這里為大家補(bǔ)充一個(gè)知識(shí)點(diǎn):
三角形的內(nèi)角和取決于空間曲率的大小。在正曲率(上)、負(fù)曲率(中)、平坦(下)的宇宙中,三角形內(nèi)角之和分別為>180°、<180°或等于180°。下面這張圖,三種形態(tài),也恰好對(duì)應(yīng)了我們提到的三種宇宙形態(tài)。
我們把剛才講的三種情況進(jìn)行一下總結(jié),就會(huì)發(fā)現(xiàn):
1、若是整個(gè)宇宙的幾何結(jié)構(gòu)是有限封閉的,那么我們就會(huì)和哥倫布的設(shè)想一樣,向一個(gè)方向出發(fā),最后還會(huì)回到原點(diǎn)。
2、若是整個(gè)宇宙的幾何結(jié)構(gòu)是無限開放的,那么宇宙就沒有盡頭,我們可以一直向前前進(jìn),不會(huì)發(fā)生循環(huán),更不會(huì)遇到所謂的墻體阻礙。
那么,我們的宇宙究竟是這兩種中的哪種情況呢?
針對(duì)于此,科學(xué)界一直爭(zhēng)論不休。主流科學(xué)界認(rèn)為:宇宙是有限封閉的結(jié)構(gòu)。這部分科學(xué)家在尋找星系、等離子體、恒星,大爆炸發(fā)出的輻射。觀察這些可能會(huì)出現(xiàn)重復(fù)的結(jié)構(gòu)。
尤其是大爆炸發(fā)出的輻射,就是我們理解的微波背景輻射。這種輻射,是宇宙中最古老的光??茖W(xué)家解釋道:如果宇宙是這種結(jié)構(gòu),我們會(huì)在微波背景輻射中看到重復(fù)的模式。
然而,事實(shí)通常是殘酷的??茖W(xué)家并沒有觀測(cè)到任何重復(fù)結(jié)構(gòu)。這就意味著,在我們天文望遠(yuǎn)鏡所能觀測(cè)到的視線里,宇宙并不是有限封閉的!這時(shí)候,另一部分的科學(xué)家就開始表示:我們的宇宙或許就是無限開放的結(jié)構(gòu)!
不過,在這部分的科學(xué)家內(nèi)心中也不愿意相信這一切。因?yàn)闊o限這個(gè)說法,在物理學(xué)中,并沒有任何意義!科學(xué)家表示:宇宙作為一個(gè)客觀的物理存在,它不可能是無限的!
然而,因?yàn)槲覀兊挠钪嬉恢痹谂蛎?,在暗能量的推?dòng)下,我們的宇宙膨脹的速度特別快。天文學(xué)家表示:距離地球180億光年外的物體,運(yùn)動(dòng)的速度都已經(jīng)超過了光速。換句話說,那里的星系發(fā)出的任何光,永遠(yuǎn)都沒有辦法被我們觀測(cè)到。
因此,我們?nèi)绻{駛航天飛機(jī)以光速出發(fā),同樣也無法追上那些星系。因此,宇宙膨脹的速度,讓科學(xué)家一度認(rèn)為討論宇宙到底是有限,還是無限,成了一個(gè)偽命題。因?yàn)闊o論如何,宇宙已經(jīng)超出了我們的視野,超出了我們的極限。
因此,對(duì)于我們來說,假設(shè)我們駕駛宇宙飛船,以光速?gòu)牡厍虺霭l(fā),以直線方向運(yùn)動(dòng)。宇宙對(duì)我們來說依舊是無限大,我們依舊無法到達(dá)宇宙的邊界!因?yàn)橛钪媾蛎浀乃俣榷家呀?jīng)開始超過了光速。
所以,目前科學(xué)家放棄了討論宇宙的邊界的問題,因?yàn)槲覀兏緵]有辦法以目前的手段去觀測(cè)和證明這一切。宇宙的膨脹速度之大,讓我們不得不放棄了一切的猜想。期待未來我們的科技水平再次進(jìn)步,可以解答這一問題。大家對(duì)此有什么自己的想法呢,歡迎在【評(píng)論區(qū)】留言!
想了解更多精彩內(nèi)容,快來關(guān)注科學(xué)新視界
標(biāo)簽:
信用卡金卡和普卡區(qū)別有哪些?有什么辦理?xiàng)l件
銀行信用卡的等級(jí)大致分為三種,金卡、普卡和白金卡。每種卡片對(duì)于持卡人的資質(zhì)要求都是...
藥監(jiān)局發(fā)布消費(fèi)提示:化妝品小樣需在標(biāo)簽處呈現(xiàn)
廣東省藥監(jiān)局官方微信日前發(fā)布消費(fèi)提示類文章稱:近日,有關(guān)化妝品小樣的報(bào)道引起熱議。...
眼鏡成多家奢侈品巨頭布局賽道 眼鏡行業(yè)受捧
繼皮具、配飾之外,眼鏡正在成為多家奢侈品巨頭爭(zhēng)相布局的賽道。而這個(gè)背后,正是年輕一...
功效護(hù)膚賽道兩極分化 企業(yè)紛紛加碼研發(fā)
國(guó)內(nèi)功效護(hù)膚賽道呈現(xiàn)兩極分化:一邊是功效護(hù)膚巨頭手握營(yíng)收高速增長(zhǎng)的光鮮業(yè)績(jī),一邊則...
“少年航天科普特訓(xùn)營(yíng)”舉行,VR空間站引關(guān)注