科學家發現宇宙具備「量子特性」,這會帶來什麼影響?

2021-01-09 量子探索

本文參加百家號 #科學了不起# 系列徵文賽。

宇宙,是地球之外的無限空間,雖然人類經過了不斷的努力,在地球上取得了不小的成果,但是對於地球之外的一切,人類仍然知道的很少。宇宙有多大?宇宙之外存在生命?這些問題目前都沒有答案,因為人類可以觀察到的宇宙範圍很有限只有460億光年,在這個範圍之外存在著什麼,人類無法得知。

因為在這個距離之外,宇宙空間的膨脹已經超過了光速,因此這個距離之外的光線擁有無法抵達地球,我們也就無從觀測,因此人類對宇宙的了解很有限,但是今天我們就要在這個有限的範圍內討論一個問題「宇宙是否具備量子特性」。

物理學是人類探索宇宙的基礎,甚至最前沿的理論物理已經試圖去解釋宇宙的本質了,但是在這裡產生了一個疑問,宇宙的根本規律是什麼?是愛因斯坦的相對論還是量子力學中的不確定性?在我們的常識中,宇宙的一切都是按部就班的,任何事物都可以用科學來解釋,或者在未來科學可以解釋。

現實其實也是如此,通過不斷的研究,人類正在一步步的探索宇宙的本質,但是宇宙的本質如果和我們常識中的不一樣,具備量子特性又會發生什麼樣奇妙的事情?現在最前沿的科學家已經證明,宇宙中的一切包括宇宙本身,都具有量子力學中的特性。

在量子力學中,只看「概率」,沒有任何事情是確定的,「不確定原理」更加特殊,這個原理告訴我們當我們想測量一個物體時,數據總會發生偏差,例如我們想要知道一艘宇宙飛船在一個小時中,運動了多遠,也就是「時間」和「距離」。

雖然我們可以得到一個數據,但是這個數據不是百分百準確的,想要準確時間,那麼距離就會隨著時間的準確變得不確定,想要準確距離,那麼時間就會變得不確定,這個原理也可以放在能量和時間中,宇宙誕生於一場奇點爆炸,但是這個奇點是如何誕生的?

目前科學還無法解釋這個「奇點」是如何出現的,但是利用前面我們提到的理論,就可以解釋這個奇點的存在了,這個理論也是「量子漲落」的一個變種,雖然能量不可能情況出現,但是從前面的不確定性中,只要時間夠短那麼能量就會暴漲到一個峰值,當這個峰值達到極限就出現了奇點。

隨後一正一負兩個宇宙誕生,相加等於零,等於空間來說沒有任何的改變,但是對於空間中的我們來說,宇宙就這樣誕生,如果這個理論成立,那麼宇宙本身肯定是具備量子特性的,這也就是為什麼量子力學的研究者認為,宇宙的本質就是概率,量子世界中發生的一些現象目前我們無法解釋,這可能是因為微觀的量子世界中一切事物都太小了,可以把這樣的特性完全展現。

而在我們生活的宏觀世界中,我們眼中的「確定」只不過是因為概率足夠大,所以一直重複的發生,科學家總結這些重複發生的事情,也就是我們口中的「科學」,但是從微觀世界來看,我們不能確定一個量子的狀態,這並不代表這個量子只有一種狀態。

說了這麼多,其實也很簡單,宇宙中可能出現違背科學規律的事情,例如「月亮突然消失」,雖然概率很低,但是這個概率仍然存在,畢竟月亮也是由分子組成的,它們有可能變得無序,只不過需要的時間很久。

這就是為什麼科學家常說,宇宙的本質是不確定的,這個本質在我們生活的宏觀世界中很難感受到,但是在微觀世界中幾乎無處不在,粒子的「波粒二象性」就是一個很好的例子,這個現象也可以在我們的生活中得到體現,雖然每個人的一生大部分的生活都十分相似,但是總會出現意外,因平凡的一生也是充滿可能的一生。

就像是我們的宇宙,在虛無中出現,無法確定什麼時候宇宙會消失,又或者出現其他的變化,因為對於宇宙來說,人類反而是「微觀」的,沒有最小只有更小,沒有最大只有更大,還有更多的未知等待著人類的探索,宇宙的本質究竟是什麼?或許在未來會有一個答案,思考這個問題,只會讓我們感受到渺小。

你認為宇宙的本質是「確定」還是「不確定」呢?歡迎在下方留言,也可以關注我,一同探索神秘的微觀世界!

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