來源:hao123百家號 時間:2022-03-20 08:40:59
看到這些五彩斑斕的甜甜圈,你率先想到了什么呢?可能有人想到了甜膩的口感和爆炸的卡路里,也有人立馬就來了食欲。而大家知道嗎,在這些甜甜圈當中或許蘊藏著“宇宙”。
這主要是因為科學家給宇宙的形狀提出了幾種猜想,有馬鞍型的、平坦型的還有就是如我們在上面看到的甜甜圈一樣的宇宙。既然我們已經以甜甜圈為例了,那么大家不妨猜猜如果宇宙真的是這樣的形狀,那么它有邊界嗎?倘若有,邊界之外又是什么呢?
接下來,就從科學家對宇宙邊界的分析以及邊界之外的猜想,來聊聊,宇宙這個“龐然巨物”到底有沒有邊界,而邊界之外的風景又是怎樣的。首先,就來看看科學家們面對宇宙是否有邊界的問題時,給出了怎樣的答案。
無垠的宇宙是否有邊界?
當你詢問一個人宇宙有多大時,他恐怕會回答你“無限大”。但是這似乎并不符合人類的邏輯,因為萬事萬物在我們的邏輯中都有其界限、有始有終。所以人類一直都在探索宇宙的邊界,事實上,我們按照光這位“使者”的蹤跡,確實標記出了所謂的宇宙邊界。但是它就是宇宙真正的邊界嗎?
顯然不是,這只是人類看到的可觀測宇宙罷了。可觀測宇宙的年齡大約是138.2億年,而它的直徑為926億光年左右。也就是說,被人類認定為速度最快的光,抵達那一邊界時,就神秘地消失了。
愛丁堡大學天文學家安德魯·利德爾說:
由于沒有比光速更快的東西,所以原則上任何事情都可能發生在可觀測宇宙之外。宇宙可能會終結,但是我們無法知道。
所以,我們現在標記的邊界并不是真實宇宙的邊界。至于宇宙到底有沒有邊界這件事情,絕大多數的科學家都認為是沒有的。因為宇宙的維度應該是人類無法想象的,所以我們以三維的視角去“束縛”它,顯然很不合理。
就這樣科學家建立了幾種宇宙形狀的幾何模型,當然這些模型都是猜想。其中有呈開放型的馬鞍面模型,也有上文中我們提到的呈現閉合狀的“甜甜圈”樣子的模型。
他們認為,如果宇宙是像馬鞍面這種開放曲面的形狀,那么它就是無窮大的。反之,如果是甜甜圈模型,就不是無窮大的。但這并不代表它就一定存在邊界,就像此刻問大家,甜甜圈的邊界在哪里時,許多人都會表示它根本沒有邊界!
科學家萊文在1998年時就發表了有關甜甜圈形宇宙分析的相關論文,這實際上是一種拓撲結構,和我們日常生活中常見的形狀具備不同的性質。
他表示:
從拓撲角度來說,環狀實際上是零曲率,因為內部的負曲率外部的正曲率相平衡。
因此,在宇宙微波背景測量的(近)零曲率與一個平坦的表面一樣,與這個甜甜圈一致。
可見,在絕大多數科學家眼中,真正的宇宙是沒有邊界的。人類現在看到的可觀測宇宙從根本上來說只是宇宙的一部分,類似于“子集”一般的存在。在這個可觀測宇宙當中確實有邊界存在,那么我們以這一邊界為基準來觀察,在它之外又是什么呢?
邊界之外是另一個宇宙?
首先大家需要明確一點,在可觀測宇宙邊界之外,是沒有“光”的,至少我們現在看到的光抵達那里時就已經消失了。因此,我們只能對那之后的情況進行想象,但也不是憑空瞎想。
所以,科學家認為我們應該從可觀測宇宙邊緣的情況進行推理。從目前觀測到的宇宙空間情況來看,可觀測宇宙邊緣其實和我們所處的“宇宙”并無區別,依舊存在著星系和星系群,當然在其周邊還有一些空白的地方。
按照這一情景來看,可觀測宇宙邊緣外的宇宙和我們現在的宇宙差別不大,應該也分布著星系和星系群。而且大家知道嗎,我們的宇宙一直都處在膨脹當中,而且它膨脹的速度是超越了光速的,這就意味著其實在邊界之外的宇宙可能更加的廣闊。如果不仔細觀察,那里的宇宙和我們所處的宇宙基本一致。
當然,還有另外一種說法。即宇宙大爆炸時是產生了“多元宇宙”的,人類所處的宇宙只是萬千宇宙泡泡之一的一個。
這一理論讓絕大多數人都難以接受,畢竟宇宙的大小已經讓人類無法想象了,這時還有人跳出來說,其實像這樣的宇宙還有很多,并且這些泡泡的“邊緣”早就交織在了一起。這種顛覆三觀的說法,的確會讓人覺得非常離譜。
可是美國天文學家尼爾·德格拉斯泰森曾經說過這樣一句話:“宇宙沒有義務對你有意義。”
確實,宇宙和人類之間的對比實在是過于明顯。廣袤的宇宙不需要因為人類的存在,讓自己變得“便于理解”。所以,宇宙的誕生、結構以及是否有邊界的問題,哪怕答案顯得再離譜也有可能是“標準答案”。人類有時候太重視本我的意義,從而忽視了這種問題,這就是局限性。
那么,在回到“多元宇宙”的問題。大家可以將邊界之外當做一個宇宙的海洋,在這個海洋當中有著無數的泡沫,每一個泡泡里都存在著嶄新的宇宙。而泡泡又不是完全不交融的,所以它們可能早就突破了邊界,產生了交集,我們看到的宇宙邊緣或許屬于另外一個宇宙。
2014年7月21日據英國《每日郵報》消息稱:在位于加拿大安大略省的圓周理論物理研究所內,研究人員聲稱已經創造了可以測試多重宇宙論的首個實驗。在計算機模型中,他們模擬了整個宇宙。
可見,多元宇宙論或者說多重宇宙論雖然在1960年時才被提出。但是它確實是有一定依據的,依靠這種形象的解釋,或許可以幫助大家理解和想象宇宙邊界之外可能存在的情況。不過,隨之而來就產生了另一個問題,即這些“宇宙泡泡”相撞是否會發生什么恐怖的變化呢?我們所處的宇宙是否會受到影響?
宇宙泡泡接連相撞
實際上這一問題,科學家也早早就想到了,并且根據問題展開了研究。雖然我們把宇宙比作“肥皂泡”,但大家不要就順理成章地覺得與宇宙就和肥皂泡一樣脆弱,會在相撞當中被戳破消失。
實際上,宇宙的相撞是會留下蛛絲馬跡的,就像汽車相撞會在地面和車體上留下撞擊痕跡一樣。因此,英國的天文學家認為,可以通過在宇宙的邊緣尋找撞擊痕跡,來判定多元宇宙是否存在或者相撞。
為此他們分析了宇宙微波背景輻射的相關數據,發現還真的有異常。因為撞擊會使得宇宙的物質分布情況出現明顯的變化,這種變化往往會以“圓圈”的形狀呈現在背景圖上。天文學家在相關數據中,發現了4處圓圈,它們就像宇宙泡泡相撞擠壓之后產生的“新宇宙”。
如果事實真的是這樣,那么宇宙海洋當中的“新宇宙”應該會處在不斷增加的狀態。畢竟每一次相撞都會讓一個或者多個宇宙誕生,而這些“新的小宇宙”又會存在于原來的大宇宙泡當中。就這樣,不斷相撞,無限增加,不知何時才能將“宇宙海洋”徹底塞滿。
值得一提的是,由于多元宇宙的理論目前仍舊未被證實。所以以上這些分析都是基于科學家以多元宇宙為基礎的猜想,但是許多的科學理論都誕生于“想象”,期待著有一天我們可以找到證據證明該理論,這樣宇宙是否有邊界、邊界之外有什么的問題,也會隨之被解決。
標簽: 邊界之外
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