宇宙到底長什麼樣,一會球形一會A4紙,我們的宇宙是不是無限的

2020-10-01 科學創造生活

自從人類從「天圓地方的世界中走出來」,得知無論是地球還是太陽都在宇宙中,誰都好奇宇宙到底長什麼樣,而愛因斯坦的宇宙學原理(宇宙空間每一處都是平等的)讓宇宙的形狀變得「規矩」起來,最適合的模型就是一張有厚度的A4紙,無限向遠方延伸,厚度也無限增加。可我們的宇宙真的就是A4紙嗎?

引力影響空間

愛因斯坦發現了引力可以影響空間,所以在愛因斯坦這,宇宙變成了球形的。還是那張A4紙,現在將一顆彈珠放在A4紙上,用來代替宇宙中的星球,A4紙被壓彎了,四邊都會開始彎曲,最終在A4紙的上空會合在一起,形成一個球形。這就是愛因斯坦的球形宇宙,無邊有限,因為如果你向著一個方向一直前進,最終會回到原點,只是因為宇宙膨脹的速度大於光速,而你最快也只能達到光速,永遠也回不到原點罷了。

「彈珠A4紙」

隨著暗物質和暗能量的發現,宇宙又開始回歸了A4紙。還是那張A4紙,只不過這次的A4紙材質變了,變成蘊含暗物質和暗能量的「彈珠A4紙」,為什麼說是彈珠A4紙呢,因為我們現在發現的宇宙平均密度和臨界密度居然是一樣的,宇宙這張A4紙就不會被彎曲,雖然在局部地區,比如有星辰的地方會略微向上彎曲,但整體上,宇宙的形狀不會變,就是一張坑坑窪窪的A4紙。

「鈦合金A4紙」

其實這個比喻不太恰當。我們說了彈珠比紙重和彈珠和紙一樣重,那還有一種可能是彈珠比紙輕,在這種情況下,這張紙的邊角會開始自由向上向下,最終形成一個馬鞍形,這個很難理解,因為地球上是有重力的,而且紙並不會自由活動。大家可以看看下圖,實在難以理解,可以自己動手用紙做一個這樣的模型,但這也僅僅是一個二維模型,三維的模型更是難以理解。

所以我們的宇宙到底是什麼樣,取決於宇宙的平均密度,而在這三個宇宙模型中,只有球形宇宙是有限的,其他兩個宇宙都是無限的。可直到現在,我們依然沒辦法精準的測量宇宙平均密度,而測量數據的變動也使得宇宙的形狀在球形和A4紙中來回變動,我們連宇宙是不是無限的都沒辦法確定。不過,這項研究的核心「宇宙微波背景輻射研究」才剛剛起步,宇宙到底是什麼形狀,誰都說不好,那你覺得宇宙應該是什麼樣的?

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  • 宇宙的邊緣在哪裡?宇宙到底是有限的還是無限的?
    宇宙到底是有限的還是無限的,科學家們為此爭論不休,如果宇宙是有限的,那麼它的邊緣在哪裡呢?如果是無限的,那麼宇宙中會不會有平行世界的存在呢?有人說宇宙直徑有920億光年,也有人說宇宙直徑有1860億光年,甚至還有人說宇宙直徑有3000億光年。傳統的、經典物理學的說法是,宇宙直徑137億光年,與宇宙年齡相等,因為宇宙是以光速擴張的。還有的說:宇宙是無邊無際無始無終無限大的,因此也就不存在所謂邊界問題。
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    當人類走出地球,看到浩瀚宇宙的時候,都會對宇宙不約而同想到兩個問題,一個是宇宙是如何誕生的?另一個則是宇宙到底長什麼樣?人類生存的這個世界是三維世界,在這個世界裡任何物質都有其一定的形狀,即使像液態水它在不同的環境下也會呈現出不同的形狀。而我們日常所見的固態物質,我們都能夠直觀看到它們的形狀,知道一塊石頭長什麼樣。
  • 宇宙是不是無限大?愛因斯坦的回答刷新你的世界觀
    宇宙很美宇宙無限大?都說宇宙浩瀚無垠,那宇宙真的無限大嗎?支持這種觀點的人,會說因為我們觀測到的宇宙就是沒有邊界的啊,當然就是無限大的。人類最先進技術仍無法觀測到宇宙的邊緣可是進一步問:我們看到的宇宙無限大,就真的無限大嗎?
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    這不,有人就提出疑問:「宇宙會不會也是個球形,圍繞一個我們至今沒有探測到的核心在轉?」今天我們就來分析一下這個問題吧。按照這個思維,我們不免要疑問:那個至今沒探測到的核心是否有更核心的東西可環繞?而更核心的東西是否有更更核心的東西可環繞?
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  • 薛丁格的貓到底是什麼梗?為何一會死一會活,一會既死又活?
    在你測量之前它就是在那個位置,所以我們得到結果並非隨機的,但具體它會出現在哪,我們暫時不清楚。  美國量子物理學家休·艾弗雷特說:它同時出現在雲中的所有位置,當你去測量的時候,在這個宇宙中它出現在這裡,在其他平行宇宙中,另外一個愛因斯坦或者波爾測得結果是在那裡,無數個平行宇宙測得結果組合起來又會形成電子云。  還有十多種理論,這裡不一一說了,反正公說公有理婆說婆有理。
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    宇宙最深處是什麼樣子的,我們能看到宇宙邊緣嗎?那麼宇宙最深處到底是什麼樣子的,我們能夠看到宇宙的邊緣嗎?當人類走出地球的那一刻,被浩瀚的宇宙所震撼,宇宙到底有多大,沒有人知道,宇宙最深處到底是什麼樣子的,我們也不知道,想要看到宇宙深處的情景,依靠飛船的或者是探測器是不可能的,要知道宇宙基本距離都是以光年為單位的,光速是基本速度單位,就算是飛船的速度達到了光速,能夠到達的範圍也是非常有限的,連直徑只有20萬光年的銀河系都沒有辦法飛出去,因此,觀測宇宙的情景和奧秘,