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一個宇宙未解之謎_幾乎每個人都思考過_我們可能

放大字體  縮小字體 發布日期:2023-03-21 14:23:50    作者:葉璞    瀏覽次數:188
導讀

宇宙的浩瀚與神秘,令我們為之深深著迷,同時也激發著我們對于探索和認識宇宙的渴望,然而在探索宇宙中的過程中,我們卻遇到了不少難以解釋的謎團,其中的一些甚至還超出了我們能夠理解的范疇。比如說“宇宙有多大”

宇宙的浩瀚與神秘,令我們為之深深著迷,同時也激發著我們對于探索和認識宇宙的渴望,然而在探索宇宙中的過程中,我們卻遇到了不少難以解釋的謎團,其中的一些甚至還超出了我們能夠理解的范疇。比如說“宇宙有多大”這個幾乎每個人都曾思考過的問題,其實就是一個宇宙未解之謎,甚至連科學家也承認,我們可能永遠不知道答案。

通常來講,我們想要知道一個物體的大小,只需要觀測一下它的全貌就可以了,但對于宇宙而言,我們卻無法用這種方法來知道它的大小,為什么呢?兩個原因:1、宇宙一直在膨脹;2、光速是有限的。為了方便理解,我們不妨來用一個簡單的思想實驗來進行說明。

假設有一把5厘米的尺子,現在它因為某種原因在1秒鐘之后均勻地膨脹了到了原來的兩倍,在這把尺子膨脹之后,它的刻度就會隨之互相遠離,刻度之間的距離越遠,其遠離的距離就越大,比如說“0”和“1”這兩個刻度在膨脹后相互遠離的距離為1厘米,而“0”和“5”這兩個刻度在膨脹后相互遠離的距離為5厘米。

現在假設這把尺子一直在以這種速率膨脹下去,那么尺子上的刻度就會以一定的速度相互遠離,而隨著膨脹過程的持續,尺子上不同的刻度之間的距離就會越來越遠,如此一來,它們相互遠離的速度也會隨之越來越快。

實際上,科學家早已發現,宇宙就是處于一種持續膨脹的狀態,所以宇宙空間中任意不重疊的兩個點,都會因此具備彼此遠離的速度,這也被稱為“退行速度”,從上述的思想實驗可知,距離越遠,“退行速度”就越快。

根據科學家的觀測,宇宙空間中兩個點的距離每增加1百萬秒差距,其“退行速度”就會增加67.80(±0.77)公里/秒,1百萬秒差距大約為326萬光年,據此我們就可以計算出,當宇宙空間中兩個點的距離達到了大約144億光年,其“退行速度”就會達到光速。

我們都知道,光速是有限的,假設在距離144億光年的位置上有一個天體,現在它向地球發出了一束光,那么這束光就會以光速向我們前進,然而在宇宙膨脹的驅動下,這束光的“退行速度”也會達到光速,這就意味著,這束光同時也在以光速遠離我們而去,在這種情況下,它就永遠無法抵達地球。

顯而易見的是,如果這個天體與我們的距離進一步加大,那么其“退行速度”還會超過光速,在這種情況下,它所發出的光線就會離我們越來越遠,同樣也永遠無法抵達地球。

需要知道的是,當我們觀測到宇宙中的某個天體時,其實是我們捕獲到了來自這個天體的光線,所以一個簡單的道理就是,如果一個天體發出的光永遠無法抵達地球,那我們就永遠觀測不到這個天體。

正是因為如此,我們就只能觀測到宇宙中的一部分區域,而宇宙的全貌到底是什么樣子,我們根本就無法知道。也就是說,我們是無法通過實際觀測來知道“宇宙有多大”這個問題的答案的,怎么辦呢?或許,我們還可以去猜。

假如宇宙是無限大,那么其中的物質和能量也會是無限多,這樣的無邊無際、沒有盡頭的宇宙是我們無法理解的,反過來講,如果宇宙的大小是有限的,宇宙就會存在一個邊界,那么這個邊界的外面是什么呢,是什么都沒有的虛空嗎?很明顯,我們也無法理解這樣一種沒有任何物質和能量,甚至連空間都不存在的“虛空”。

假如宇宙邊界的外面存在著更加廣闊的區域,那這片區域有沒有邊界呢?如果說沒有邊界,那我們依然無法理解,而如果有的話,就會迎來一個“無限套娃”式的問題,即:宇宙邊界的外面區域的邊界外面是什么,宇宙邊界的外面區域的邊界外面區域的邊界外面是什么……

更重要的是,宇宙通常被定義為是“所有的空間和時間及其內涵”,據此我們可以認為,如果宇宙邊界的外面真的存在更加廣闊的區域,那這些區域就還是屬于宇宙,然而如果這樣說,這些區域也就不能稱之為“宇宙邊界的外面”……

可以看到,我們甚至無法通過思維的方式去理解宇宙的本質,正是因為如此,“宇宙有多大”這個幾乎每個人都曾思考過的問題,就成了一個宇宙未解之謎,而我們可能永遠都不會知道答案。

好了,今天我們就先講到這里,歡迎大家關注我們,我們下次再見。

(本文部分圖片來自網絡,如有侵權請與作者聯系刪除)

 
(文/葉璞)
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