人類走出地球之後就看到了浩瀚神秘的宇宙。宇宙看上去非常安靜孤寂,可是在安靜的背後卻隱藏著無數的謎團。人類的目標就是將這些謎團一一破解,搞清楚宇宙背後的真相,那個時候人類就可以成為宇宙的霸主。
隨著科學家對宇宙探索研究的不斷深入,我們發現了不少有趣的現象,其中有4種現象更是讓科學家感到驚詫,它們違反人類的直覺認知。可就是這種違反人們認知的4種現象,已經被科學家通過實驗得到了證實。那麼這4種特別的宇宙現象是什麼?下面我們就一一進行簡單的了解。
1、光速不可超越,速度是人類能夠了解地球的關鍵因素。古時候人們正是沒有快速前進的交通工具,所以才沒有辦法走遍世界去了解地球的每一個角落。直到進入科技時代,在科技的幫助下,各種先進快速的交通工具出現了。
有了快速的交通工具之後,我們可以跨越海洋,跨越山川到達地球表面的每一個角落。有了速度的優勢,我們對地球也有全新的認知,而隨著速度的不斷提升,我們也終於走出了地球看到了浩瀚的宇宙。
同樣我們想要探索整個宇宙星空,也需要速度的優勢才行,可是當我們真正看到宇宙之後,才知道它有多麼的浩瀚。宇宙的距離以光年為基本單位,小小的太陽系直徑也達到了2光年,而銀河系的直徑更是達10萬光年。
銀河系的範圍在930億光年的可觀測範圍內,更是渺小如細胞。雖然宇宙的距離浩瀚廣闊,可是只要我們能夠將速度不斷提升下去,相信終於一天是能夠走遍宇宙的。
理想是美好的,可是研究的結果卻讓科學家感到沮喪,原來愛因斯坦相對論對速度提出了一個限制,那就是光速。任何有質量的物體,它的速度只能無限接近光速,無法達到更無法超越。
光速之所以無法達到並且超越,是因為有質量的物體在運動的時候,隨著速度無限接近光速,它的質量也會無限地增加。而這個時候物體繼續加速所需要的能量也會達到無限,很明顯這是無法實現的,所以物體的速度永遠不可能超過光速。
這種違反直覺的現象讓很多人難以接受,可是經過科學家的不斷實驗,已經證實了它的正確性。通過粒子加速器,科學家將質量極小的電子不斷加速,不管如何努力,它的速度只能在99%的基礎上不斷累結,就是無法真正達到100%光速。
2、時空可以扭曲,愛因斯坦的廣義相對論向我們提示了時空的基本屬性,那就是扭曲。可能在很多人的眼裡,我們看到的時空平坦穩定,可如果我們將宇宙放大很多倍,你就會發現,整個宇宙空間一點也不坦平靜,反而是到處都存在扭曲現象。
只不過正常的時空扭曲由於幅度較小,我們無法真正感受到,雖然我們的肉眼無法看到平靜宇宙下的時空扭曲現象,但是科學家通過大量的實驗已經證實了它的確是普遍存在的。
正是由於時空扭曲現象的存在,科學家在進行各種太空探測實驗,才需要將時間進行校正。比如:GPS衛星導航系統,我們看到的時間之所以能夠保持同步,就是因為對地球外太空軌道的時間跟地球的時間進行了校正,否則我們收到的衛星信號時間會有偏差。除此之下,引力透鏡現象,引力探測器B,π介子壽命延長現象等等都是能夠證明時空扭曲的存在。
3、量子糾纏,在我們的宏觀認知裡,光速是一個極限,即使是光子和無線電波也只能以光速來傳輸,無法超越光速。那麼在科學的世界裡,是否存在不可思議的超光速現象呢?答案是肯定的。
在宏觀的層面上,目前我們只看到了宇宙膨脹的速度超越了光速。而在微觀的世界裡,也有一種遠超我們想像的超光速現象,那就是量子糾纏。在量子的世界裡,有許多超出我們認知的現象,量子糾纏就是其中最具有代表性之一。
在地球上由於距離有限,信號之間的傳輸可以做到即時通訊。可是在宇宙世界裡,由於距離以光年為單位,信號的傳輸就無法做到即時通訊,根據距離的不同,信號會有很大的延遲。如果現在有人告訴你,即使宇宙間的距離再大,也有一種現象能夠做到即時通訊,估計你是不會相信的。
可事實上這種現象的確存在,它就是神奇的量子糾纏,這種現象被愛因斯坦稱為「鬼魅般的超距作用」,簡單地講就是,對於兩個處於糾纏態的微觀粒子而言,不管它們之間的距離有多遙遠,哪怕是分別位於宇宙的兩端,它們都可以在瞬間感受到彼此,只要其中一個的狀態發生了變化,另一個馬上就會發生相應的改變。
那麼這種現象只是理論上存在嗎?當然不是,科學家在2019提利用用每秒40000幀的相機拍攝到了量子糾纏的照片。量子糾纏現象的實驗證實對人類的意義是非凡的,它向我們揭開了未來星際航行需要的通訊技術。
相信朋友們都明白,星際航行如果是按照傳統的無線技術,那麼速度只有光速。這樣的通訊速度很難在星際中發生巨大的作用,如果一個星際飛船在數百光年外發生了故障,需要地球方面進行救援。可是一個求救信號發出去,需要數百年地球才能夠接收到。
等到我們接收到星際求救信號再出發早已誤了大事,所以在星際航行中我們需要能夠做到即時通訊的工具。量子糾纏無疑給我們指明了方向,只要我們研究出量子通訊,那麼星際航行的通訊問題就得到了解決。
4、物質可以無中生有,宏觀的理論認為,物質是不可以憑空產生的,可是在量子世界裡的理論卻認為,宇宙的真空裡是可以憑空出現大量的粒子。它們以一正一反的方式成雙成對出現,然後在很短的時間內又以彼此湮滅的方式消失,並如此反覆,這種現象被稱為「量子漲落」。
那麼這種現象能夠用實驗來證明嗎?當然可以,科學家早在1966年的時候,在一個精密的實驗中證實了這種現象。如果「量子漲落」真的存在的話,那麼當我們在真空裡平行放置兩塊板子,讓它們靠得很近。
這個時候兩塊板子之間的「量子漲落」激烈程度就會低於其外部,最後這兩塊板子就會在真空中受到一種使它們彼此靠近的力。這種力被稱為「卡西米爾力」,已經在實驗中得到了證實。
以上四種宇宙現象只不過是宇宙無數神秘現象中的冰山一角。而宇宙中到底存在多少不可思議,超出我們認知和想像的神秘現象,目前還是一個未知數。可以預見,隨著人類科技的不斷進步,我們能夠發現更多的神奇現象,有的現象可能將完全顛覆人類現有的科學觀。
當然,存在即為合理,只要是存在的宇宙現象,背後必然有其對應的科學道理。如果我們無法解釋,顛覆人類的科學觀,那只能說明人類的科技還沒有到達那個程度。我們的科學體系離完善還差得非常遙遠。