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作者:石蘭(抄襲必究)
或許,很少會有人使用專業的天文望遠鏡來觀測宇宙,但頭頂的這片天空卻是時刻向我們打開的。在白天的時候,我們至少可以看到距離並不算太過遙遠的恆星太陽,而到了晚上,不僅可能看到衛星月亮,還能看到很多來自太陽系之外的恆星。
沒錯,我們肉眼就能看到的這些星球,包括大家生活的這個地球,它們的形狀都是圓的(或接近圓形)。與此同時,每一顆星球都有自己的大小(也就是所謂的極限)。
地球的直徑大約是月球的4倍,太陽的體積大約是地球的130萬倍。既然這些星球都存在於宇宙這個更大的空間中,那麼問題來了:是不是宇宙也是一個有極限、並處於不斷運動狀態之下的一個巨型球體?
宇宙是否也處於旋轉的運動狀態之中
宇宙是否在旋轉可以揭示宇宙的基本本質,這也是為什麼宇宙學家們很長時期以來都在研究這個謎團。宇宙是否在旋轉,就像其他許多宇宙學問題一樣,從我們目前的研究來看,這是一個特別抽象的問題。但是,它同時也被研究宇宙學的科學家們,當作是對基本物理學進行研究的一種方式。
在對宇宙基本性質進行研究的過程中,宇宙會被設定為沒有旋轉、且每個方向都看起來是相同的。這樣的假設和愛因斯坦方程保持了一致性,並建立了對宇宙進行描述的宇宙學標準模型。而我們驗證該模型是否正確,則是通過將實際觀測數據放入到該模型中,比如,宇宙微波背景的光便是很好的驗證工具。
從實驗結果來看,雖然溫度有千分之一的微小變化,但從各個方向上去看是幾乎相同的。所以,科學家們認為,這說明了宇宙在某個方向上的膨脹會比其他方向增加得更多,而沒有給出宇宙正在旋轉的任何提示信息。通過現有的各大研究來看,宇宙的活動很大長度上都不是自旋的,即便宇宙微波背景的測量很可能在未來有所改善。
宇宙的空間結構可能像膨脹氣球
一直以來,我們大多數人都認為宇宙的形狀應該是平坦無邊的,然而一項新的研究缺打破了這個固有的結論。或許,我們的宇宙就像是一個已經膨脹到很大的氣球一般,彎曲的內部空間可以讓光束從起點回到終點。而研究過程中用到的大爆炸回聲數據,便是來自於宇宙微波的背景。
當然,由於它對我們的現有認知發起了挑戰,也缺乏更多的證據,所以,宇宙是緩慢彎曲的這個結論,暫時還無法讓所有人信服。畢竟不管是我們對宇宙的傳統看法,還是在2018年時發布的數據結果,都呈現出了和該新研究結果的矛盾性。
彎曲的宇宙和扁平的宇宙,不管是在形態上、還是物理特性上,都存在著很大的不同。平坦的宇宙對應的是開放的宇宙空間,而彎曲的宇宙對應的則是封閉的球形宇宙,膨脹的球形空間不只是會讓每個點之間的距離變得更大,空間的曲率更會讓運動的幾何形狀,也因此而變得特別複雜。
比如,在平坦宇宙空間中傳播的兩個光子,不會發生路徑上的重疊,更不會產生任何相互作用;而當它們位於封閉的球形宇宙空間的時候,則會在其傳播路徑的終點相遇。宇宙的形狀會涉及到很多問題,如果在之後的時間裡,還有更多的證據顯示我們的宇宙是彎曲的。
那麼,這將導致早期宇宙中的很多數據自相矛盾,就連從宇宙中觀測到的速率都會存在差異。當然,關於宇宙的形狀,科學家們至今也沒有給出定論,只能說哪一種的可能性更大。在宇宙探索的過程中,出現這樣的對立性結論也並不奇怪,因為每一個答案的背後一定都蘊藏著我們暫時還不了解的信息。
在不可預測的宇宙中混亂無處不在
我們將宇宙的起源歸結於138億年之前的一次大爆炸,該反應原理本質上其實就是物理學家們所謂的量子物理。在此之後,膨脹的宇宙空間隨著溫度的下降,緩慢的形成了星系、恆星、行星以及生命。
有研究表示,宇宙的直徑應該在930億光年以上,而科學家們可觀測的宇宙年齡大約是138.2億年。宇宙特別龐大,而我們人類的觀測技術又極度有限。儘管我們知道宇宙中有各類星體、黑洞、星系等物質的存在,但這些加起來都只佔據了宇宙的5%左右,我們將其稱為可見宇宙。
而剩下的95%的部分,即便是科學家們也對其知之甚少,我們將其稱為不可見宇宙,這其中就包括了暗物質這種神秘的物質形態。宇宙中的很多新的發現,總是會打亂之前我們以及梳理好的邏輯。熵的不斷增加,或有序事物變得無序的趨勢,這不僅是宇宙的習慣,也是已知世界的基本規則之一。
簡單總結一下:
1.宇宙的直徑就目前的研究結果來看,應該在930億光年左右,也就是說宇宙同樣具備大小這個屬性;
2.宇宙的形狀暫時還沒有定論,最新的研究結果表明:宇宙的形狀應該更像是一個膨脹之後的氣球,其內部是緩慢彎曲的。但是,更多的科學家和大眾依然支持宇宙的形狀是平坦的,也就是所謂的宇宙有界無邊。
3.關於宇宙的很多問題,還需要隨著科學技術的進步和科學家們的探索,才能與真實的答案更加接近,因為,我們現在的認知很有可能在將來的某個時間被徹底顛覆。