宇宙之大,它究竟有沒有盡頭?宇宙的外面有什麼?

2020-10-03 綠水煎茶

人們都說人外有人,天外有天,那麼宇宙是有盡頭的嗎?如果有的話,宇宙之外那會是什麼呢?會不會像玄幻小說裡寫的一樣,宇宙之外是虛空,那麼虛空又是什麼呢?/偷笑,這樣以來我可以輕輕鬆鬆水一篇文章,好了繼續回到正題。


關於這個問題,我們可以用枚舉的方式舉出以下可能性。

1. 宇宙沒有外
2. 宇宙有外
3. 宇宙外面有什麼,我們不知道
4. 宇宙外面有什麼,我們可以猜


宇宙是什麼樣的

在回答上面問題之前,我們要知道宇宙的盡頭是什麼樣的。

是這樣的?

還是這樣的?

當然都不是。

如果宇宙是平直的,那麼空間是無窮大的平面(歐幾裡得幾何);

如果宇宙是開放的,那麼空間是一個無窮大的馬鞍面,也無窮大(羅巴切夫斯基幾何);

如果宇宙是球面,那麼空間是有限的,如果空間夠小,甚至可能比可觀測宇宙還小,這種情況下我們看到的遠處的星系只不過是近處同一個星系多繞了宇宙幾圈的光(黎曼幾何)。

不論哪一種,人類的三維空間都在那個面上而不在內部,所以宇宙都沒有邊界。即使宇宙有限,那麼也是空間彎曲繞回自身,往前走以後又繞回到原地了。

接下來我們再看看那三個假設。


宇宙沒有外

宇宙的大小是有限的,但是沒有邊界,也就沒有外。

在地球上的小尺度範圍內,你站在廣袤的平原上,認為地是平的。可從太空俯瞰地球的話,其實地面是彎曲的。你沿著一個方向走下去,會繞地球一圈走回原地。

在我們的宇宙裡,你以為從一點到另一點是直的,但大尺度範圍來看,其實空間也是彎曲的。你拿著雷射筆往遠方直射,光線不會射到宇宙的壁上,而是會繞了一個大圈照到你的後腦勺。你以為他是直的,其實他是彎的。

當然,沒有」邊界「,不代表它」大的沒有邊了,一個沒有邊界的空間,也可以很小。

所以宇宙沒有外,但它有限。


宇宙有外

在更高維度上,宇宙其實也有外面,但這個「外面」,跟我們平時了解的「外面」不一樣。

對於任何高維到低維的降維,都會將大量的信息壓縮在一個狹窄的空間裡。

比如,用鉛筆在紙上劃一道,你得到了一條線——這是一維。
用顯微鏡觀察,你會發現這條線是有寬度的——這是二維。
鏡頭再拉近,你會發現一顆顆石墨顆粒粘在紙上——這是三維。
鏡頭從近到遠,從三維回到二維再回到一維,降維了,相當於把一顆顆石墨顆粒複雜的三維空間信息擠壓進了狹小的一維的一條線。
信息量可大了!

所以,宇宙在更高維度的角度下,也有外面。可這個「外面」,和我們平時說的「外面」不一樣。


宇宙外面有什麼,我們不知道

所以,單純從我們三維空間的角度,宇宙沒有外。討論」宇宙外面是什麼「對於我們三維空間的生物,沒有意義。同樣,我們也不可能討論「時間0之前是什麼?」

科學不討論這些問題,你可以把它交給宗教和信仰,羅馬教皇現在就基本認同:是上帝引發了宇宙大爆炸,創造了世界。飛天麵條教也許認為,時間0之前的時間線就像一根彈力十足的麵條,你正在和一個醜男相親,突然麵條一拉伸,時間線變長了,於是你感到這個相親好漫長啊,怎麼也相不完。

為什麼科學不討論這些?

因為這些問題既不能證實,也不能證偽,那些PhD們沒法用這個課題做實驗,沒法發論文,研究這個畢不了業。我們只能把這些問題交給神學家、或者哲學家。

所以,三維空間的我們,不知道宇宙「外面」是什麼。

宇宙外面有什麼,我們可以猜

刨除飛天麵條教的設定,其實也可以有一些看上去很靠譜(但還是猜)的猜測。

比如:平行宇宙

可能我們身邊就有平行宇宙。

平行宇宙也許和我們毫無關聯,我們怎樣也無法相遇。可能和我們的宇宙緊緊擠在一起,共用一個三維空間,就好像兩個擠在一個蘋果皮下的兩個蘋果。又或者部分和我們宇宙重疊,另一部分彼此獨立,比如下面:

如同兩個互相穿過一部分的蘋果,注意在A點附近的重疊部分不是指一個點同時處於兩個蘋果中,而是這是兩個不同宇宙中的駐馬店和西雅圖,只是恰好共用一個空間點。
那麼,如果在A點有蟲洞的話,我們可以從左邊的蘋果宇宙跑到右邊的蘋果宇宙當中去。

總結

從更高的維度觀測一個低維度上的物體,物體在他所處的維度上沒有盡頭,但是對於高維度多出來的那個方向,它處處都是盡頭。

比如說,球面上的「螞蟻」看來它的世界是有限但沒有盡頭的,但是對於外部觀察這一切的人來說,「螞蟻」在垂直球心的方向上時時處處都在盡頭邊,在這個方向上哪怕運動一點點都會離開原來的球面。

所以我們其實不論在哪裡,都可以稱自己住在宇宙的盡頭上。

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