人類有可能追尋到膨脹宇宙的邊緣嗎?答案是悲觀的:永遠不可能!

2020-12-02 天文同好樂園

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眾所周知,就連愛因斯坦當初也無法接受宇宙整體在膨脹的想法,所以對於我們普通人來說,宇宙從「大爆炸」開始且一直「膨脹」到現在,這一點似乎很難讓人直觀地理解。很多科學家總喜歡用一個膨脹中的氣球來比喻宇宙空間的膨脹,如果氣球的表面有兩隻螞蟻,在氣球膨脹的過程中,這兩隻螞蟻相互之間會越來越遠離對方。比喻很形象,但氣球的比喻與現實中的宇宙空間最大的區別是,氣球內部是一個全封閉的空間,它被氣球的外表面包裹著,有顯而易見的邊緣;而現實宇宙空間卻並不一定是這樣,至少我們目前為止還不知道是不是這樣,因為我們無法找到宇宙的邊緣。

現實宇宙的邊緣到底在哪裡?或者說,世界的盡頭到底在哪裡?對於這個問題,仁者見仁智者見智。科學家將之視為純粹的科學問題,所以他們利用各種工具、用盡各種手段,以便自己能夠看到宇宙的最遠處;而哲學家將之視為哲學問題,在哲學家的思想中,宇宙本身可能是無限無界的。毫無疑問,大多數世人崇尚科學,因為畢竟是科學改變了我們的生活。那麼,利用科學的手段,人類極目遠眺能看到的宇宙最遠處在哪裡?

截止至2018年10月,人類所觀察到的最遠的星系名為GN-z11,是由哈勃空間望遠鏡發現的,哈勃捕捉到的影像顯示的是這個星系在宇宙大爆炸發生後約4億年時的樣子,它發出的光穿越了134億年才到達了地球。但是,這個星系所處的位置並不代表就是宇宙的邊緣,因為自大爆炸發生後,宇宙一直在膨脹,GN-z11星系也一直在遠離地球而去,根據計算,它今天距離地球約為320億光年。而根據最新的研究認為,宇宙的半徑目前至少達到了465億光年,甚至更大。所以人類能看到的最遠星系GN-z11並非宇宙的邊緣。

應該說,人類越是想尋找宇宙的邊緣,由此帶來的麻煩也就越大。這是因為,宇宙的邊緣如果真的存在的話,目前的它正越來越快地遠離我們,它離開我們的速度甚至已經超過了光速。當然,這種超光速是指空間本身的膨脹,而非空間中物質的真實運動速度。根據愛因斯坦的理論,空間中任何物體的運動速度都不可能超過光速,所以,從宇宙邊緣發出的光,將永遠也無法到達地球。換句話說,人類也許永遠也不可能追尋到宇宙的邊緣。這聽上去很悲觀,就如同你生活在一間房子裡,卻永遠無法知道這間房子到底有多大。

可笑的是,從古到今,每代人都自以為是地認為,我們知道了世界的盡頭在哪裡。夸父認為,世界的邊緣只有4千公裡;阿基米德認為,世界的邊緣是18億公裡;赫謝爾認為,世界的邊緣是4300光年;哈勃認為,我們到宇宙的邊緣足足有30億光年;而今天,現代人認為宇宙的邊緣在465億光年外。有哪一個觀點是正確的嗎?在近五千年裡,人類認知中的世界的大小一直在增長,從未停止過。從這個意義上來說,人類試圖追尋宇宙的盡頭,本身也許就毫無意義!

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  • 假如有一艘飛船,一秒能飛一億光年,有可能飛到宇宙邊緣嗎?
    到現在為止,人類對宇宙的探索還非常的淺,人們並不知道宇宙的邊緣在哪裡。現在,如果我們推測宇宙的邊際,我們只能通過望遠鏡,也就是說,望遠鏡看到的最遠的地方,就是我們能夠已知的最遠的邊界。如果用現在最先進,看的最遠的望遠鏡來觀測太空,它能看到最遠的地方是137億光年。
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  • 宇宙以3.3倍光速膨脹,人類註定永遠無法離開可觀測宇宙嗎?
    原來宇宙中的星系大都相對於銀河系快速離去,這種現象只能用空間膨脹來解釋。空間自身不斷膨脹,空間中的星系被迫互相遠離。早在哈勃定律發現之前,物理學家根據廣義相對論推導出弗裡德曼方程,再通過求解這個方程發現,宇宙空間不可能保持穩定。宇宙要麼在坍縮,要麼在膨脹,哈勃定律的發現支持了宇宙膨脹的觀點,宇宙大爆炸理論由此逐漸確立起來。
  • 假如有一艘飛船,一秒能飛一億光年,它有可能飛到宇宙邊緣嗎?
    到現在為止,人類對宇宙的探索還非常的淺,人們並不知道宇宙的邊緣在哪裡。現在,如果我們推測宇宙的邊際,我們只能通過望遠鏡,也就是說,望遠鏡看到的最遠的地方,就是我們能夠已知的最遠的邊界。如果用現在最先進,看的最遠的望遠鏡來觀測太空,它能看到最遠的地方是137億光年。
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    不過,如果將光速放在浩瀚的宇宙之中,光速就顯得沒有那麼快了,因為宇宙非常大,科學家們目前所探測到的宇宙範圍是930億光年的距離,這是什麼概念呢?光從地球出發,大約需要465億年的時間,才有可能抵達宇宙的邊緣。而不少科學家都表示,我們所探測到的宇宙範圍很有可能只是冰山一角,甚至,我們連宇宙究竟存不存在邊界都不知道。
  • 假如有一艘飛船,一秒能飛一億光年,有可能飛到宇宙邊緣嗎?
    迄今為止,人類並不知道宇宙的邊緣在哪裡,「宇宙」這個概念在人類的認知中還是無邊無垠的。現在所說的「宇宙邊緣」概念,要麼是猜想推測,要麼指的是「已知宇宙」。什麼是已知宇宙呢?即我們人類所能探尋到的最遠最遠的地方,目前人類最可靠的遠距離探測工具只有望遠鏡,也就是說,人類用望遠鏡看多遠,就代表已知宇宙有多大。
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    是宇宙的邊緣嗎?其實答案很簡單:930億光年外還是我們的宇宙。但這樣回答有小朋友就不樂意了,既然還是我們的宇宙,那為什麼說宇宙是930億光年的呢?這就要從930億光年的來歷說起。直徑一般是用在圓(平面二維)或球(立體三維)上的,我們的宇宙是立體的,所以自然就是一個半徑為465億光年的球了。那麼這個球就是我們的宇宙了嗎?如果去到這個球的邊緣上會怎麼樣?伸出手去會不會摸到天使?
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    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。而有的人則認為,世界上不可能存在無限的事物,宇宙也是一樣,它有可能也像星球一樣,有具體的直徑和體積。那麼,科學家提出的這些答案,哪一個才有可能是正確的?事實上,有關宇宙邊界的問題,早在上個世紀的,偉大的科學家愛因斯坦也給出了自己的猜想。
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    相信很多朋友都知道,一個氣球想要不斷膨脹變大,一個重要的前提條件那就是氣球的外面要有足夠它膨脹的空間。如果將氣球固定在一個有限的空間內,那麼這個氣球就不可能無限膨脹下去,最多只能膨脹到固定空間那麼大。而宇宙從誕生到現在已經有138億年的時間,它的膨脹也在一直進行著。如果宇宙外面沒有空間,它如何能夠膨脹下去?
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    那麼,地球存在浩瀚的宇宙之中,如果我們未來科技足夠發達,當我們從地球出發,一路前行,在未來的某一天裡,人類成功抵達了宇宙的邊緣,我們又會看到什麼呢?想要回答這個問題,需要先看另一個問題:宇宙是否存在盡頭?