宇宙有多大有邊緣嗎
自從人類發現地球不是平的,地球不是宇宙的中心,太陽也不是宇宙的中心,這個問題就產生了:宇宙有多大,有沒有邊緣?邊緣的“外面”是什么?這個問題困擾了幾代科學家學者,大家的解釋都沒有說服力。到底誰是對的?宇宙的邊界是什么,以什么形式存在?
在中國古代,人們把地球理解為一個巨大的平板,四個角上有四只巨大的烏龜,頂部有一只鷹。外國人也有同樣的理解,只不過烏龜換成了野獸,老鷹變成了天使。
直到亞里士多德從月球的弧隙推導出地球是圓的概念,但幾乎沒有人相信。每個人都認為我們站的地方是平的。怎么可能是圓的?但2200多年前,古希臘偉大的天文學家厄拉多塞用更科學的方法證明了地球是圓的,并根據中午照射在地球上的太陽光和兩個觀測點之間的距離首次計算出地球的周長。
260多年前,德國著名哲學家康德提出了太陽系存在的假說。這位哲學家也是天文學家,他的假設是拉普拉斯出書后才被證實的。人類的眼睛越來越遠,從接受地球是圓的,到接受地球不是宇宙的中心,最后知道太陽不是宇宙的中心。
三十年后,天文學家赫歇爾用一種叫做“恒星計數”的方法提出了銀河系的概念,但他認為太陽在銀河系的中心。130年后,沙普利用更科學的方法得出結論,太陽系不是銀河系的中心。但是人們發現,銀河系這個擁有1200多億顆恒星的巨人,并不是宇宙的中心!
科學家們繼續尋找宇宙的中心,他們發現銀河系在一個更大的叫做“局部星系團”的星系中,這個星系由50多個類似銀河系的星系組成。但是這個局部星系團屬于處女座超星系團,而處女座超星系團并不是宇宙的中心.
人越來越害怕,就是對未知空間的無知恐懼。沒有人知道這個我們稱之為宇宙的東西有多大?,F在科學如此發達,人們用最先進的太空望遠鏡“詹姆斯韋伯”對宇宙進行射電觀測,已經能夠看到遠至130億光年的宇宙,整個宇宙只有137億年的歷史。
從認為地球是平的,到知道宇宙的年齡和大爆炸理論,人們并不滿足于現在的知識,而是提出了這個從來沒有人能回答的問題:宇宙到底有多大?它的邊界在哪里?
最小的有多小,最大的有多大,其實對于宇宙來說是一個不那么明顯的邏輯錯誤。無限不能用有限來衡量,所以有人提出,這就像問“直線的體積是多少”一樣可笑。宇宙有多大?自古以來,沒有人能解釋清楚這個問題,也沒有人能給出宇宙大小的準確定義。目前最科學最權威的答案只能探測到130億光年的空間。遙遠的太空是什么樣子,我們只能靠人類的第一智慧“想象力”結合科學理論來繪制宇宙模型。
偉大的科學家愛因斯坦說過,宇宙是一個無限的宏觀空間。要理解這個無限的宏觀空間,首先要用相對論找到一個與“無限”相對的“無限小”的微觀空間。但是這個“無窮小”的微觀空間在哪里呢?
其實很容易發現,中國古代有一個“九層天九層地”的傳說。這句話說明天地大小是對稱的
是的,地球上一定有一個“無限小”的微觀空間,與“無限”的宇宙相對而存在。毫無疑問,這個對稱點一定在“地心”的某個地方,地球最中心的點應該用最常見的物質元素的“原子”來表示,它和任何其他元素的“原子”是一樣的,沒有什么特別之處。
2011年10月,諾貝爾物理學獎獲得者、美國麻省理工學院中國著名教授丁肇中在山東大學召開媒體見面會。幾十名記者圍坐在圓桌旁,一個接一個地問他許多問題。
70多歲的丁肇中穿著深藍色西裝外套,打著青綠色領帶,說話簡單直白,基本上回答了記者提出的科學問題。在整個面試過程中,丁肇中最感興趣的話題顯然是他以前的工作:未知的宇宙。
“我一直認為研究宇宙的起源非常重要。我為阿爾法磁譜儀的實驗付出了十幾年的努力,做了十六年。在這段時間里,我什么都不做。我一直認為始終專注于一件事是有可能成功的?!倍〗淌谡f。
2011年5月16日,阿爾法磁譜儀與美國奮進號航天飛機一起升空,尋找由反物質組成的宇宙和暗物質的起源。這被認為是繼人類基因組計劃、國際空間站計劃、強子對撞機計劃之后的又一個大型國際科技合作項目。負責這個項目的人是丁肇中教授。
早在1976年,丁肇中因發現第四個基本粒子J而獲得諾貝爾物理學獎,1995年,丁肇中的研究擴展到另一個領域:利用國際空間站探測宇宙反物質。16年后,丁肇中仍然站在宇宙科學的最前沿。
在媒體見面會上,有記者提出了最時尚的“BIGBANG”理論。丁肇中回答說:“如果我們能找到反物質,這是大爆炸理論的最好證明,但我們還沒有找到它?!?br />
和歷史學家一樣,宇宙學家也意識到未來的關鍵在于過去,那么宇宙的起源是什么呢?根據BIGBANG的理論,宇宙是由大約140億年前一次非常小的“奇點”爆炸形成的。雖然這個理論沒有被直接證明,但是大部分頂尖科學家都承認,比如物理天才霍金。
丁肇中說:“大爆炸之前的空間充滿了真空,真空中什么也沒有。正物質和反物質都是大爆炸后產生的,否則加起來不可能為零。在銀河系中,我們知道不存在反物質,因為反物質和正物質的碰撞會產生大量的光,但我們沒有發現這種光?!?br />
“但是宇宙中有一億多個星系,而我們這里沒有它們。不代表沒有其他地方。阿爾法磁譜儀的實驗是搜索整個銀河系,尋找可見宇宙的邊緣尋找反物質。如果真的找不到反物質,那么大爆炸理論就會引起懷疑?!彼a充道。在科學面前,無疑還有很多未知,道路也很艱難。丁肇中曾經這樣解釋他的實驗:“我的實驗就像北京的傾盆大雨。如果100億個雨滴中只有一個是彩色的,我們只想找到這一滴?!?br />
2011年9月,歐洲核子研究中心(CERN)正式宣布發現部分中微子速度超過光速,在科學界引起軒然大波。物質超過光速的現象一旦被證明,愛因斯坦的相對論可能就錯了,這也將改變人類對宇宙的認知。
很多人已經猜到了宇宙的邊界。有人說:“太陽系是一個原子,銀河系是一滴水,地球可能只是一個原子核?!?br />
哈佛大學工程物理學家布斯查爾頓(Booth Charlton)有一個著名的“宇宙平行論”,就像哲學中提到的“中國盒子”:兩個盒子相互嵌套,內盒也是外盒。他還說:“即使有一天,如果人類真的有穿越宇宙的能力,宇航員可能會發現他在那一刻正從兩個水分子之間爬出來。如果人類想用速度穿越宇宙,就像一只蒼蠅在紐約公園的大樹上盤旋。它飛來飛去好幾天,以為自己到了夏威夷!”
科學家普遍認為宇宙是有限的,也是無界的。它就像一個氣球。我們都在一個球體里。這個球體的空間是有限的,但我們永遠無法到達它的邊界,就像我們永遠無法到達地球表面的盡頭一樣。而在宇宙中飛行,即使我們已經到達宇宙的最遠點,也無法飛出宇宙,因為空間本身是扭曲的。即使我們一直朝同一個方向飛,在這個扭曲的空間里,飛行軌跡似乎在其他空間里是彎曲的,只是在宇宙最遠的距離盤旋。在宇宙內部飛行,無論哪個方向,無論多快,最終都會回到起點。
但是問題又出來了。就算宇宙和時空是圓的,但這個圓也是有邊界的,圓外的地方是宇宙嗎?似乎普通人的思維無法解釋科學家的大腦。也許在地球上幾千年后,人類可以發展到足以理解宇宙的邊界是什么。
你怎么理解科學?當你談到‘科學’時,你認為它是一門既難又復雜的學科嗎?或者你認為‘科學’是一個令人一想到它就打哈欠的無聊學科?所有這些想法都是因為你不懂‘科學’而產生的。其實只要走進去就會發現,科學和我們是非常好的朋友,和我們有著密切的聯系。
經過長期的發展和進步,人類取得了輝煌的科學文明。電的發明,汽車的出現,飛機飛入藍天,電話讓你離我更近。這些都是我們日常生活中不可缺少的。光看這些,就能感受到科學離我們有多近。
當然,科學對我們的意義并不僅限于上述新機器的發明??茖W也會給我們人類從何而來的答案;人類的親人在哪里?生物是如何生長和死亡的?滿足我們對自然的好奇心。晝夜的形成,星座的變化,為什么我們可以乘坐宇宙飛船登陸月球等等。這一切都是由于科學。
不久前,在印度發現了一種奇怪的魚。這種魚的頭部中央有一只眼睛,全身布滿斑馬般的條紋,但它不會游泳,只能在水下爬行。據說海底有很多類似這樣的未知生物。我們地球上生活著多少神秘的生物?
鉛:在古代,人們認為地球是一個完整的世界,太陽、月亮和星星都容納在這個空間中。但是隨著不斷的發展,人們對宇宙的認識逐漸加深。宇宙有多大?宇宙有邊緣嗎?這些問題還是很多人的疑惑。下面我們來看看下面的探索。
回答這個問題,我想看看地球。地球是人類唯一的家園。在人類眼里,地球已經很大了。畢竟古代沒有便捷的交通工具,不可能想象地球的全程。但是現在我們有了交通工具,仍然有可能環游世界。
但要知道太陽系有八大行星,地球只有八分之一,在大小和質量上都沒有優勢。太陽系在地球之外,它只是銀河系中的一個小星系。畢竟銀河系中至少有2000億個類似太陽系的星系。但是當你離開銀河系時,你會發現更多比銀河系大得多的星系。所有這些星系都包含在宇宙中。
科學家預測宇宙至少有980億光年,但這個數據相對保守。自從科技匱乏以來,人們就觀察到了宇宙的邊界。另外要知道,宇宙不是靜止的,它的范圍是不斷擴大的。
宇宙之外是一個怎樣的世界
雖然現在還不能確定宇宙是否有邊界,假設宇宙有邊界,那么這個邊界之外是什么呢?根據很多論文和研究者的報告,普遍認為宇宙之外沒有空間?;蛘呤且粋€相當扭曲的空間,仿佛可以無限接近,卻無法真正觸及。
結論:宇宙是無限的,但也是有界的。在霍金看來,宇宙就像一個籃球。雖然沒有辦法找到起點和終點,但還是有界的。