你覺得宇宙有沒有邊界?會不會是一個有界無邊的超球體

2020-12-06 科學新視界

自第一個仰望星空的人類出現以來,不斷的探索和認識這個宇宙就成了我們人類文明前進的原動力之一。但是直到今天,我們對宇宙依舊沒有一個清晰明確的概念,在宇宙面前,我們還是一個蹣跚學步的小孩子。尤其是對於宇宙是有限還是無限這個問題上,我們更是爭論了好多年。在很久以前,現代科學還未出現,由於認知與觀測手段的局限,我們認為我們的宇宙是有限的。

後來牛頓發現了萬有引力定律,這個定律告訴我們有限宇宙是不可能存在的。但是很快,牛頓絕對時空觀下的無限宇宙就遭到了質疑。1826年德國天文學家奧伯斯就提出了一個佯謬,假如我們的宇宙是無限的且恆星均勻地遍布在全宇宙,那麼我們的地球夜晚就應該是明亮的。然而我們的地球夜晚卻是一片漆黑。這和奧伯斯佯謬明顯代表著牛頓的理論根本就無法解釋奧伯斯的問題,這也讓人類的宇宙模型建立陷入到了進退兩難的境地。

直到1915年,愛因斯坦發表了跨時代的廣義相對論,這個解釋了引力的理論在1922年被俄國物理學家弗裡德曼應用到了全宇宙,從此,基於廣義相對論所建立的宇宙模型認為,我們的宇宙是均勻和各項同性且有界無邊的四維時空。這裡的均勻和各項同性是指,自宇宙大爆炸以來,站在宇宙的任何一點所看到的宇宙最大尺度和對大尺度結構的觀測結果都是相同的。換句話說,意思就是宇宙在空間上是沒有中心位置的,處處都是中心位置。

愛因斯坦在相對論中將時間維度作為一個特殊的維度加在了三維空間上。同時,他還指出四維宇宙時空是彎曲的空間,這便是有界的來源。

而無邊則是指從宇宙任何一個方向進發最終都會回到原點。現在廣義相對論已經證明,光線並不是永遠都以直線傳播,引力的存在可以扭曲光線的傳播路徑,而時空彎曲則可能正是宇宙無邊的罪魁禍首。

1981年,著名物理學家史蒂芬霍金就在廣義相對論和量子力學的理論基礎上提出了著名的無邊界宇宙模型。這個理論認為我們的宇宙歸根結底就是一個四維的超球體。

以我們的地球為例,地球是一個有限大的天體,然而地球卻沒有邊緣。假設我們一直往南走就會到達南極,而到了南極之後我們就無法繼續往南了,這時候你無論往什麼方向走,都變成了向北走。這就很好地解釋了有界無邊的宇宙模型概念。

然而,到目前為止,我們的宇宙到底是開放平坦的還是閉合的,我們依舊無法確定。但是現有的理論讓科學家們都更加傾向於有界無邊的平坦宇宙。也許這個模型未必是對的,但是這個模型卻是目前最對的,期待理論突破的一天,我們能夠真正地了解我們的宇宙本質。

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    文/玉濁清宇宙邊界問題爭議:愛因斯坦認為宇宙有界無邊,霍金卻這樣想人類對於宇宙一直都比較執著,只不過想要完全的了解宇宙,人類還有很長的一段距離,即便科學再怎麼發達,也發射了很多的探測器,想要更好的了解宇宙,以及宇宙中各種的天體,但是仍然沒有探索到宇宙的邊界,也有科學家覺得宇宙是沒有邊界的,比如說愛因斯坦就曾經認為宇宙有界無邊,然而霍金卻不這麼想,那麼霍金的理念又是怎樣的呢?
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    宇宙中存不存在邊界一直都是科學家爭論的熱點話題。早前,曾有科學家提出,宇宙一定是存在邊界,邊界可以對事物的範圍做出明確限定。宇宙若沒有邊界,宇宙之內的事物不會運行和發展得如此有規律。同時,這位科學家指出,宇宙目前是處於加速膨脹的狀態。如果說宇宙沒有邊界,以宇宙目前的膨脹趨勢,宇宙早就發生大爆炸了。但是若宇宙存在邊界的話,當宇宙膨脹至邊界時,宇宙便會出現收縮的傾向。而當宇宙收縮到一定程度時,又會呈現膨脹的跡象。
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  • 宇宙有沒有邊界?
    當下得到大部分頂級科學家認可的「宇宙大爆炸理論」理論認為,宇宙在時間上有一個開端。 在空間上是「有界無邊」換句話說:宇宙極有可能是一個空間有限大,但又沒有邊界的存在。 (雖然理性告訴我,宇宙是有限而不是無限的,但是你我的大腦總是固執的想宇宙外面有什麼?)
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    怎麼理解宇宙是無限的,假設宇宙是有邊界的,那宇宙之外會是什麼當你仰望星空時,你會不會產生一種疑惑,這廣闊浩瀚的宇宙中是不是存在一個邊際,在這個邊際裡面包含著宇宙中所有的事物,如果越過這個邊際又會存在著什麼樣的世界呢?
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    大家都知道,其實我們現在的空間都是宇宙大爆炸的產物,並且宇宙現在一直在膨脹,宇宙裡面的行星和恆星都是由大爆炸形成的! 因為有人一直在膨脹,使得宇宙變得越來越大,一些天文學家用天文望遠鏡都是無法觀測到宇宙的邊界,科學家們猜想宇宙之外可能還有其他的宇宙,又或者是有另外一個平行宇宙,另外一個宇宙也可能是由大爆炸形成的,或許另外一個宇宙可能比我們這個宇宙年齡還大!
  • 究竟宇宙有邊界嗎,愛因斯坦說的有界無邊什麼意思?
    關於宇宙的誕生,奇點大爆炸如今是普遍認可的理論,我們如今的宇宙微波背景輻射就是奇點大爆炸留下來的疑問,發現這個理論的科學家也因此獲得了諾貝爾獎   關於宇宙的膨脹我們就要提及到哈勃這位科學家哈勃望遠鏡無人不知卻關於紅移現象選知道的人不多紅移是宇宙中大多數天體普遍存在的現象
  • 宇宙無限大,在大有有個盡頭,宇宙邊界外面有什麼?
    宇宙是有限的,但是是沒有邊界的。這就是物理學對宇宙著名的有限無邊模型。可以通俗一點來想像這個模型,在一片虛無之中飄著一個大氣球,我們的宇宙就是這個氣球的表面,而氣球的內部並不屬於我們這個宇宙,所以在這個模型中宇宙就是一個球體的球面,是有限而非無限的,但是卻沒有一個邊界。
  • 宇宙有邊界嗎?如果有,邊界之外又是個怎樣的世界?
    我們知道地球有邊界,地球上的所有地方也都存在邊界,而宇宙到底有沒有邊界可以說誰都不知道。如果宇宙有邊界的話,那麼邊界之外到底又是一個怎樣的世界呢?這個問題一直以來都是人類非常好奇的,付出一切努力都想要弄明白這個問題,對此科學家們也提出了一些猜測。
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    對於宇宙的奧秘,人類最想搞清楚的有三個,一個是宇宙是否有外星文明的存在,另一個是宇宙的起源,而第三個則是宇宙到底有沒有邊界?今天我們就來探討一下宇宙邊界的問題,那麼宇宙有邊界嗎?對於這個問題,科學界也有很大的分歧,不同的科學家有不同的觀點,有人認為宇宙是無限的空間,沒有邊了界的存在。
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    人類對於宇宙的探索從來都沒有止步,在太空中還有很多事情在等待人類的探索與發現,不過宇宙實在是太大了,雖然當今世界的科技是非常的發達的,但是人類終究是渺小的,對於宇宙的探索還是有限的,人類能夠探測到的宇宙直徑為930億光年,在930億光年以外還有更大的區域,而這裡也是人類暫時探測不到的。
  • 宇宙究竟有沒有邊界?
    宇宙的樣子要麼是像一個三維的球體,要麼是像一個三維的麵包圈那樣包裹起來。如果這一點是正確的,宇宙的總體積就是有限的,但它仍然不存在邊界,就像一個圓環是沒有起點或終點的。好吧,我們並不認為宇宙存在一個特定邊界。我們認為宇宙要麼是向四面八方無限延展的,要麼它是自我包圍的,但仍然不存在邊界。就像一個甜甜圈的那層表面:它沒有邊緣。宇宙的樣子可能和它很像,但宇宙是三維的,而甜甜圈的表面是二維的。所謂沒有邊界,意味著你可以向宇宙的任意方向發射一枚火箭,如果你在宇宙中前進得足夠久,最終你會回到起點。
  • 宇宙裡面會有多少外星人?宇宙的邊界在哪裡?
    似乎一切東西,無論多龐大,總有一個邊界,而每個新的邊界之外總是一個完全不同的世界,於是慣性思維讓無數人冒出一個共同的想法:宇宙的邊界在哪裡?宇宙的外面是什麼?抑或是通過了一個明顯的邊界,瞬間眼前一亮發現一個美麗新世界呢?很遺憾,這樣的場景雖然有趣但哪怕對物理學不熟悉的人的理性都會告訴他這並不可能。然而討論宇宙邊界是否存在和宇宙外面是什麼這個話題卻並不是沒有意義,事實上從科學的角度去看這個話題比上面的臆想要更加精彩。
  • 宇宙有沒有盡頭?盡頭會怎樣?宇宙有限還是無限?科學告訴你答案
    宇宙有沒有盡頭這個問題我猜很多人都想過,反正我有想過,小的時候覺得宇宙挺不可思議的,它是無窮無盡的嗎?在我的小腦袋裡是理解不了無窮無儘是一種怎樣的狀態的……那它是有盡頭的嗎?那假如我走到宇宙的盡頭會怎麼樣?會看到什麼?……這個問題那時的我怎麼想也想不通……現在看來,宇宙當然是沒有盡頭的,萬一有盡頭,走到盡頭怎麼辦?撞牆嗎?還是一腳踩空?
  • 宇宙為什麼會沒有邊界,什麼都有極限,唯獨這個沒有為什麼呢?
    按照現有科學理論的詮釋,宇宙應該是「有限無邊」,簡單講,宇宙是有大小的並不是無限的,但有限的宇宙是沒有邊的。
  • 宇宙會不會是個球形?圍繞一個我們至今沒有探測到的核心在旋轉?
    自從哥白尼的日心說推翻地心說後,隨著人們認識的宇宙範圍不斷地擴大,不但地球在人們心中的特殊中心地位逐漸喪失,就連太陽、銀河系也是如此。人們從一個極端走向了另一個極端,人們甚至認為我們所處的宇宙「之外」更有新天地,我們的宇宙在圍繞更核心的東西在轉。
  • 宇宙有邊界嗎?
    現在,我們知道宇宙在膨脹,那些遙遠的星系都在加速遠離我們。天文望遠鏡所能看到的所有星系都位於一個直徑920億光年(因為宇宙在膨脹)的球體內,且這些星系的總數大約是2萬億個。但宇宙的實際大小遠非這2萬億個星系。威力更強的望遠鏡無助於我們發現更多的宇宙,我們只能看到我們所能看到的那部分,我們也無法看到宇宙誕生之前有什麼。在此意義上,我們的認知是受限的。
  • 學海無涯,但有境;苦海無邊,卻有界
    周二:人類認知體系演化史周三:科學,人類的自我淘汰從未停歇周四:經典哲學之死周五:神學,就一定是有神論嗎周六:個人的一生與三學周日:未來,三學一體學海無涯,但有境莊子有云:「吾生也有涯,而知也無涯。以有涯隨無涯,殆已!」學海無涯,縱然你有苦作舟,有勤為徑,可若沒有方向,不得其法。所有努力,皆是一盤散沙,未必能有所成。每一代人,都會重新學習整個人類的認知。
  • 宇宙有限還是無限?有沒有盡頭?到了盡頭會怎樣?科學告訴你答案
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