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宇宙的尽头有什么?近现代科技探索宇宙边界成果讨论
你们想象过无限这个概念吗?
如果能将抽象的概念用日常看过的事物来比较的话,人们会比较容易在脑海中描绘出景象。例如:我们想表达山的高度,只要拿高层大厦出来比较的话,就很容易想象了。另外像是使用樱桃色、丁香色、茄子色等用词来表达色调的话,人们会不自觉地将同名的蔬果联想到一起,而我们的大脑就是这样运转的。
你有办法想象“无限”这个概念吗?
我们所得到的答案可能会很普通,这并不是人类的意识所能控制的事情,至少我们并没有办法想象无限这个概念的全貌。
在我们现实生活中所存在的各种概念里,只有包含着世界上所有事物的宇宙才能代表无限,但是宇宙是不是也有本身的极限呢?
我们并不会立刻告诉你答案,让我们慢慢看下去。
若要从头说起的话,地球、太阳系、银河以及其他数百万的星系,当然还有我们都是存在于140亿年前发生的大霹雳所诞生的宇宙空间的中心。
根据远近不同的星系所传达过来的电磁波的观测数据,天文学者早在之前便得出,我们肉眼所能看见的行星会渐渐远离彼此,这项结论在宇宙的任何一个地方观测都会得到同样的结果。
就像是破裂的挡风玻璃上面的裂缝一样,行星如同蜘蛛网般在宇宙到处扩张,那么宇宙神秘的泡沫有其膨胀的极限吗?
说不定有。
不过先让我们来看一下关于宇宙的论点。我们之所以能看到东西,是因为物体本身发出的光线的缘故,也就是说位于地球的天文学家们所能观察到的只有那些发出来的光线到达地球的银河系的星星。
还请大家想象一下,如果宇宙是有限的,且并没有那么巨大的话,那么我们除了可以观测到直接到达地球的光线外,应该还能观察到穿过宇宙并折返的光线。
换句话说,我们应该能观测到同一个天体的另一个影像才对。
顺带一提宇宙膨胀这个比喻很容易让人们产生误解。
举例来说,为了让人们容易理解,广大的宇宙常被比喻成一个酵母面包,而银河系就像是面包里的葡萄干一样不断远离对方,或者是被比喻为在膨胀的沙滩排球表面上朝着不同方向前进的蚂蚁。
当我们听到这样的比喻时,会不自觉地将宇宙想象为一个无穷尽的巨大球体,但这个巨大空间有着一定的体积,还有界限。
像这样的比喻的唯一好处是让我们明白单纯的原理,宇宙是巨大空间的地毯,而空间里有着不怎么移动的星球们,也就是说移动的是空间本身,而非银河。
正是这个空间在不断的扩大,让我们从别的视点来看这个问题。就算我们无法清楚想象某个事物,这并不代表他们不存在。
让我们先假设宇宙有其极限,那么那道界限在哪里呢?他所在的地方空无一物吗?还是说在那道界限旁有别的宇宙空间存在着?
我们必须承认,无论是伟大的思想家或是普通民众,都必须花费很长的时间来思考这个问题,甚至可能是永远不过古代的智者们也曾经有过相似的想法。例如卢克莱修曾在他的名着物性论里,清楚地将宇宙的无限列为不需要被证明的一项事实,但是从哲学的角度来探讨,宇宙实在有些不合适。
如果从天文学来看,这个疑问会如何呢?
从近代科学的角度来看,宇宙的有限性取决于物质分布的临界密度值,这个数值是指1立方米空间中只有1个最轻的原子,如果密度高于临界值的话,根据相对论可以得出宇宙是有限的结论,这个数值也表示了空间内部的封闭性。
当平均密度低于临界值时,便说明了宇宙空间是无限大的。我们现在已经了解理论了,那么天文学者们实际观察到的数据又告诉我们什么呢?
大家听到这个可能会笑出来,现今所观察到的宇宙物质的密度几乎与临界值相同,也就是说我们所居住的宇宙空间是否有极限,这个问题仍旧是尚未解决的状态。
我们可以考虑两种情况,不是信息不足,导致计算出现了根本的错误,就是宇宙毫不留情的嘲笑着努力的我们。
当我们越是试图窥探宇宙的深处时,就会观察到更加遥远的过去的宇宙层,哈勃太空望远镜成功的观测到宇宙空间里离我们最遥远的区域。
在解析过照片之后,学者们判断在古老区域里存在的星系还很年轻,从理论上来看,如果我们看得更远的话,可以观察到最古老的行星以及分子云。那么除此之外还有什么呢?
是中性原子游离化电浆、自由质子以及中子吗?
如果想知道在过去发生过了什么,学者们也能观察反物质、物质、教子以及跨课,在这里就结束了,前方已经没有道路了,等着我们的只有一道宇宙的墙壁。
他作为一个中立的特异点,发出无数的光线,不过如果宇宙考古学家能够设法拉开一点这座时空的帷幕的话,我们便有办法见证在大批里发生的数毫秒前空间,因为剧烈的膨胀而抽搐起伏的瞬间。
但是关于这一点还有另一个不同的看法,如果有许多地方有着利于宇宙诞生的条件的话,我们就可以来探讨宇宙起源的问题。换句话说,我们可以假设有负数个大霹雳以及宇宙存在,霍夫曼如此说道:为了让人们更容易理解,他将这些拥有这些良好宇宙诞生条件的地方比喻为饭店的房间,只有在空房间里宇宙才会诞生,之后他便一个人呆在里面,不过在墙壁的另一侧,就算有另一个宇宙存在也不奇怪。
但是如果宇宙就像是饭店的房间一样的话,我们应该可以听到邻居的声音。
2007年,WAMP太空飞行器探测到了一个温度明显低于宇宙微波背景辐射的惊人区域,这表示在这个领域里面不存在任何物质。
根据霍夫曼的说法,要解释这个冰冷且空无一物的空间为何存在的唯一说法,便是因为有其他的力量在起作用。例如有另一个宇宙存在,并用它的巨大质量吸引其他的物质。我们虽然看不到位于附近的天体,但是仍旧可以从冷斑点或者是星系团流的移动来得知它们的存在。
当然学术界对于多重宇宙论这个理论的看法并不一致,但是想要解明宇宙空间谜团的研究者们,已经做好了发起新的科学革命的觉悟,过去曾被我们认为是无限的,宇宙可能有其界限,而他说不定只是占有着难以想象的大量宇宙的空间的一部分而已。
虽然研究者至今尚未对宇宙是否有界限,这个问题得出明确的答案,但我们有限的视野极有可能是将宇宙的尽头隐藏的唯一的绊脚石,这是否代表着宇宙对我们来说真的是无限的呢?

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