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困扰天文学家多年的问题:宇宙之外到底还有什么(答案或已解开)

时间:2023-08-13 07:08:01

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困扰天文学家多年的问题:宇宙之外到底还有什么(答案或已解开)

导语

好奇心是人类共有的特质,相信大多数人在小时候都问过类似的问题:我们生活的地球之外是什么?我们存在的太阳系之外又是什么?那么银河系呢?相信不管怎么问,最后得到的回答都会是,我们存在于宇宙之中。

宇宙是一个古老的词汇,在中国传统文化中,“上下四方曰宇,往古来今曰宙”,宇宙是时间和空间的集合。在现代的概念中,宇宙是一切时间、空间和物质的集合,几乎包含了我们所知和未知的一切,可能是人类语言中最“大”的概念。那么,究竟还有没有别的事物在宇宙之外?

我们现有的经验似乎无法找到比宇宙更大的概念,即使是问了“宇宙之外还有什么”,似乎也是一个难以回答的问题。一些人在面对这个问题的时候,会直接表示“宇宙的外面什么也没有”。那么这真的是关于宇宙的终极答案吗?

人类对于这个问题的探究从来都没有停止过,宇宙的大小和边界问题对于人类来说似乎难以理解,即使我们的躯体能够到达的地方非常有限,但人类还是不断地在理论上进行研究,试图用思想去解决宇宙中的真理问题。

宇宙外部:一个哲学问题

在我们讨论宇宙外部的问题之前,我们要先对于“宇宙”进行定义。如果宇宙是一切已知和未知的集合,那么也就完全不存在所谓的“宇宙之外”的事物,讨论宇宙之外有什么自然也是没有意义的,因为我们无法谈论一个连概念上都并不存在的东西。

从另一方面来说,如果我们所说的宇宙是目前已知的世界集合,也就是我们所处的这个空间和时间中,那么所谓的宇宙之外还是有可能存在的事物。

讨论前者显然没有意义,在所有的一切之外自然是“什么都没有”,这完全是一个哲学概念。而后者则是一个可以进行讨论的问题,天文学家们也在不断地以此为假设进行研究,试图从我们现有的能够理解的概念里找出那个可以自圆其说的答案,但这个问题已经困扰他们多年。

上个世纪是宇宙科学蓬勃发展的世纪,许许多多的物理学家都得出了自己关于宇宙的理论,比如爱因斯坦就用相对论让世界上的研究者们找到了进行宇宙研究的新方向,并在此基础上提出了一系列新的设想,其中一些理论已经如今得到了证实。

宇宙的诞生

按照一些现代的物理学理论,时间是有尽头的,而我们宇宙的年龄大约在137亿年左右。在此之前所有的物质都集中于“奇点”,这个点也是所有能量的集合。然后在某个瞬间发生了一次大爆炸,所有的物质都因此散落开来,形成了我们现在存在的这个宇宙。

由于的大爆炸的缘故,宇宙至今都还在不断地膨胀着,这是上世纪20年代,艾德文·哈勃首先发现的。在提出大爆炸理论之后,科学家们又发现了宇宙中的微波辐射现象,这更加证明了宇宙起源于大爆炸并非不可能的事情,前人的理论有着其存在的意义。

大爆炸理论证明我们的宇宙有一个由热到冷的历程,我们观测到的天体都是在温度降低之后出现的。如今宇宙空间的温度接近于“绝对零度”,正是因为宇宙空间在膨胀的过程物质逐渐分散,最终变成了现在的样子。

如果单从大爆炸理论来看,宇宙是有尽头的,但这个尽头对于我们的“边界”来说又是另一个问题,因为没有人知道在宇宙物质之外还有着什么样的存在,这个问题从人类对宇宙产生认知以来就一直持续着。

如何证明宇宙有边界?

如果除开宏观的宇宙理论,那么我们需要先在一件事上取得证明——宇宙究竟是不是无限大的?不将我们的宇宙视为所有概念的集合,而只是将其作为已知世界的集合,那么宇宙的大小和边界就是一个可以讨论的问题。

那么首先要确认的事情就是宇宙的大小,它是无限大还是有限大,只不过我们现在无法接近和了解它的边界?按照我们人类现在的科技水平,我们显然只能够通过理论研究的方式来探索这个问题的答案,毕竟实际上的我们连离开太阳系都很困难。

科学家们在研究的过程中找到了一个方法,就像是古人所说的“管中窥豹,可见一斑”一样,我们同样可以以小见大,通过一些比较小的方面来看到整个宇宙的情况。比如要探查宇宙究竟有没有边界,可以使用计算“曲率”的方式来研究。

如果宇宙真的是无限大,那么在几何曲率上就会是平坦的;如果宇宙并不是无限大,那么宇宙就可能呈现出曲面,证明其内部空间可以测算,相对于去探索整个宇宙,这样的方法显然更加可行。那么,研究者们有没有在曲率研究方面取得突破呢?

根据现代天文学的测量,宇宙是一个近似于平坦的空间,这证明宇宙近似于无限大,但并不是真正的无限大,而是无限接近这个形状。

不过针对这个结果,也有一些研究者提出了不同的意见:会不会我们测算的部分刚好是宇宙平坦的一个面,而宇宙并不如我们想象的那样是一个近似的球体?比如说宇宙会不会是一个平坦而封闭的空间?

因此即使测算了曲率,我们也不能完全消除各种各样的可能性,宇宙的形状和大小依然在今天无法定论。此外,也有三维空间之外还存在着更高维度空间的可能,而一旦这样的可能性成真,那么三维空间的边界就显得不再重要。

宇宙外部会是什么样子?

显然,如果要一直将这个学界还充满了争议的问题讨论下去,显然是没有意义的。现在不妨让我们来做一个假设,如果宇宙是一个确实有边界的空间,那么宇宙的外面将是什么样子?

按照我们的想象力,从宇宙外面去窥视宇宙中包含的一切,那么我们将会看到数不胜数的星系在一片漆黑中缓慢运行。那么事实真是如此吗?人的想象力显然是有限的,我们只能够通过那些我们已经了解到的事物进行发散。

在人类登上太空之前,我们无法想象从太空俯瞰地球将是什么样的画面,因此我们现在基于有限的太空探索进行的想象,其实真实性也非常有限。古人在想象怪兽、神明的时候,往往也会将世界上真实存在的动物特征加入进去,比如中国古代的“龙”就是融合了多种动物特征而“创造”出的神兽。

我们想象从宇宙外面看宇宙是现在这样,但如果真的有那种可能性,事实会如我们所想吗?研究者表示,宇宙外部的景象我们现在虽然不能够看到,但还是可以通过数学建模的方式来进行合理推断。

尽管我们已经进行了对外部世界的各种想象,但如果按照数学上的理论来说,在宇宙这个三维空间之外并不一定需要有真正的“外部”,也就是说我们想象中从外部窥视宇宙的情形可能并不存在。

因为没有任何理论证明在三维空间之外必须有一个外部世界,即使这个空间明显有边界也一样。

因此,宇宙可能确实有外部,也有可能并没有外部,这个说法和我们已知的事实并不冲突。从这个方面来说,科学家们已经有了自己关于宇宙之外的答案,那就是一切皆有可能。

为什么我们要思考宇宙边界的问题?

经过了简单的介绍之后,相信大家也对于所谓的宇宙边界问题有了一定的概念。肯定会有人觉得奇怪,为什么人们要对宇宙的边界进行研究?

按照现在的人类技术水平来说,我们根本无法探知到宇宙的边界在哪里,那么对此进行研究究竟还有没有意义?我们是不是应该将目光放得更近,比如研究我们周围究竟有没有适宜人类居住的类地行星,或者我们的航天技术需要怎么才能够继续发展下去?

但其实,在探究我们我们周围的同时,也并不代表人类就需要放弃对于宇宙边界的探索。对宏观宇宙的认知不仅和边界本身有关,也能够帮助人类更好地弄明白这个宇宙运行的方式,对于我们今后的发展有很大的帮助。

比如当我们弄清楚了空间特性之后,可以利用其特性制造可以进行空间跳跃的引擎,说不定可以帮人们摆脱光速的限制,到达更遥远的宇宙深处,探索其他的星系,乃至于进行星际旅行,这并不是在未来不可能做到的事情,值得我们为之而努力。

结语:

庄子云,“吾生也有涯,而知也无涯”,人类在有限的生命中能够了解和研究的事物固然是有限的,但是这并不代表人类就应该放弃努力。一代代人类研究的结果,将会变成后人宝贵的经验。

正如我们今天的生活中那些习以为常的一切,其实都是无数人在过去努力的结果,我们也应该面对自己肩上的责任,为这一代和以后的人类发展做出贡献。相信在个体的努力之下,人类整体的发展进步会越来越大,最终成为宇宙中更加发达的文明,同时也可以保护好我们现在生活的家园,让整个种族得以延续。

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网友评论
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显示评论内容(5)
  1. 爱林2024-02-23 06:52爱林[安徽省网友]222.143.48.149
    ```
    顶1踩0
  2. 亡魂剑客2024-01-15 11:43亡魂剑客[山东省网友]203.176.171.68
    这个问题真是让人着迷,宇宙的边界是否存在,一直是个引人思考的话题。}
    顶4踩0
  3. 吉杰DLP2023-12-07 16:34吉杰DLP[国外网友]203.31.72.188
    困扰天文学家多年的问题:宇宙之外到底还有什么(答案或已解开)
    顶27踩0
  4. 渴望认可2023-10-29 21:25渴望认可[山东省网友]103.8.55.40
    {translated:
    顶8踩0
  5. 时间的归期2023-09-21 02:16时间的归期[江西省网友]45.125.19.102
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    顶4踩0
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