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如果宇宙不是无限的,那会怎样?科学家这样回答

时间:2022-03-01 10:19:43       来源:腾讯网

宇宙万物都有它的寿命。即使恒星可以存活数十亿年,但这也只是它们消亡之前的一段有限的时间。然而,有些理论说,宇宙本身在本质上是无限的,它可以永远持续下去。宇宙的寿命是我们存在的最基本的一个方面,但也是最神秘的,其中有些或许会成为未解之谜。所以这就是“揭示真相”栏目,今天我们将要回答这个非同寻常的问题:如果宇宙是有限的,我们将会何去何从?

如果宇宙是无限的,那么它就会变得越来越大,我们永远无法完全测量它。但即便如此,我们仍然可以在可观测的宇宙中测量我们能看到的或理解的一切。因为光以固定的速度传播,所以我们可以估计出我们从地球上了解到的所有星系和恒星的面积有多大。宇宙有138亿年的历史,但考虑到像随着时间的推移发生的膨胀量这种其他因素,我们可以计算出可观测宇宙的边缘实际上距离地球470亿光年,宽度大概总共有930亿光年。

当然,地球上的我们并不是真正的宇宙中心,但膨胀确实让它看起来是这样的。然而很可惜的是,对于今天的问题来说,这些知识并不能告诉我们很多关于宇宙其他部分的信息,在不可见的部分,所有事物都无法观测。那么,“无限”的宇宙还有什么其他的含义呢?首先,没有所谓的边缘。空间是永恒的,没有尽头。不仅如此,根据一些解释,这可能意味着有无限的星系和恒星,它们的结构也有无限的变化。

理论上,如果你能穿越一个无限的宇宙,你最终会遇到一颗和我们的太阳一模一样的恒星,或者只是有一些很小的区别。更有趣的是,你最终会遇到另一个地球,甚至有另一个你生活在这之上。事实上,因为这些潜在的变化是无穷无尽的,对于无限宇宙,有的观点甚至提出可能有无限个你在宇宙空间之中,“你们”在类似或相同的行星和恒星系统中做着你目前正在做的事,也就是我们常说的“平行时空”的概念。

但是,所有这些“额外”的物质究竟从何而来?好吧,对于这样一个极不寻常的理论,自然是没有结论性的解释,但一个可能的答案是,在(宇宙的)创造之初,并不是只有过一次大爆炸。相反地,有过许多次的爆炸发生在一个明显是无边无际的平面上——也就是我们的宇宙。但是,回到我们手上的问题!一个有限的宇宙——一个不会永远持续下去并且最终会 “终结”的宇宙——也许是一个稍微不那么令人费解的概念,但它也有自己的一系列显著的难以预料的后果。

假设“宇宙是有限的”这一命题被证明;现在它也可以被测量,我们终于对它到底有多大有了一个更可靠的概念。在某些方面,无论宇宙是否是无限的,我们已经向这个形象迈进了一步。根据理论天体物理学家伊森·西格尔(Ethan Siegel)在2017年为《福布斯》杂志撰写的文章,通过分析大爆炸留下的宇宙微波背景辐射,我们可以说,整个宇宙至少是我们所知道的可观测部分的1500万倍大——从地球的各个方向看,有11万亿光年之遥!因为人们还认为,在大爆炸发生之前,宇宙经历了一段暴涨期,所以西格尔也指出宇宙可能甚至比这要大得多。

11万亿光年只是一个最低的估计。如果宇宙真的在那里到了尽头,那么它会是庞大的但仍然是有限的。所以,我们对宇宙的边界看起来是怎样的有什么想法吗?即使宇宙被发现是有限的,他也并不一定需要有一个边界,有无边界取决于宇宙的形状。如果宇宙的形状像一个碟子,那么它确实会有一个边界,但天文学家对这种看法越来越感到不适。

有边界的宇宙空间在理论上是很难证明的,而宇宙的“边缘”——你可以想桌子的边缘一样掉下来——是我们无法真正想象的东西。也就是说,大多数科学家都同意,考虑到光的传播方式,宇宙很可能是平坦的——可以这么说。但问题就在这里,因为我们现在有一个难以想象的庞然大物——就今天的问题而言——可能是平坦的、有界的、没有边缘的。这三个准则似乎在一起并不匹配。不过,数学确实对此提供了一些解答。

莫比乌斯环,比如说,它是平坦且有限的,可以无限止的循环,继而最终流向它本身。另一个理论是我们的宇宙像一个甜甜圈,我们称之为环面。1980年由俄罗斯科学家团队延伸提出来的一个概念,它实际是一个“三环”,一个类似的结构但是增加了维度。然后有一个猜想是,宇宙像一个克莱因瓶的形状。首次在1880年提出克莱因瓶是一个奇特的管状结构,同时也允许宇宙是一个平坦的,有限的,但是没有边界。

现在,已经无从得知哪一个形状是正确的,但至少还有一些选择!不过,宇宙的形状不仅仅能影响的是我们本身对于它的理解,更影响我们遇到其他生命的机会。如果宇宙是无限的,那么一定可以确定其他地方有生命。唯一能想到地球在无限宇宙孕育着唯一的生命的几率是确实极小的(任意生命的形成)。不管怎样,一个无限宇宙也意味着生命的存在被大量的分离。物理不可到达的远方。

距离——也就是说无论我们怎样进步我们都不会了解它太多,如果我们的宇宙是有限的且存在一个密封的和可测量的系统,那么也可以说我们有很大的机会在某天能与其他生命接触(如果他们存在),无论是在物理上或是通过传输。尽管,我们要解决的距离在有限宇宙是广袤的,但不会无限的广袤:事实上它本身使得它们更加的易于管理。

如果宇宙是出于某种原因正如它现在一样不再继续扩张尤其如此,反而是开始收缩。在特别的假设图景上,星系之间的距离变得足够近,它们之间的交流会变得更加可行是有道理的。宇宙的收缩不一定是宇宙的命运-仍然有大量的可能性-但是如果它是有限的,那将会在某一天结束。无论是否是所有物质被大挤压粉碎亦或是它延展它本身穿过大撕裂走向湮灭…一个有限的宇宙意味着这将有一个最终时刻。

其他理论例如大反弹理论一样一定程度上允许宇宙重生,俯仰宇宙就像是更高层面的一部分,大循环,如果空间实际上有封顶的话这将不会是一个选项。是的,我们能够在某天测量它并且理解它的全部…是的,那可能意味着更有可能在其他地方发现生命。但它同时也意味着在非常遥远的未来,我们探索的日子将会最终变得屈指可数。对于现在,我们不能真正的确保一个方法或其他。或许宇宙有尽头,或许没有。但如果宇宙不是无限的那会发生什么呢?

by:hiee,牢不可破的联盟,Messier,沫沫明里

关键词: 如果宇宙不是无限的 那会怎样科学家这样回答