天文学家告诉我们:宇宙在超光速膨胀,那么宇宙之外是什么?

宇宙科学 阅读:371 2024-05-07 18:38:22 评论:0

  目前来看这个问题有三个答案:

  第一是宇宙可能是有限的,在这种情况下确实存在宇宙边界,但这个边界不在三维空间,而在更高的四维空间上,所以我们看到的宇宙其实跟地球一样,都是有界无边的,只有进入达到一定速度飞出地球进入太空后,我们才能看到地球边界。

  同样的道理,想看到宇宙的边界,也要达到一个全新的速度,才能脱离三维空间的限制,进入四维空间中看到宇宙的全貌,而这个全新的速度,在爱因斯坦看来就是超光速,只有这样才能突破空间维度的限制。如果无法超光速的话,太空中的飞船就会跟地球海洋上的船一样,不论航速多快,航线多笔直,最终也只能回到原点,因为它们少了一个飞出宇宙和地球的,额外的方向维度。

  遗憾的的是目前对于四维空间,科学界还一无所知,仅有的一些研究还都局限在数学上,量子物理学家认为,我们或许能从微观世界发现一些蜷缩的维度,并把它们再宏观世界中释放出来,但这些都还是设想阶段,还有很长的路要走。

  还有一种可能是,我们的宇宙确实是无限的,整个宇宙本质上就是超光速延展的无限平面,在这种情况下宇宙就无所谓边界了,因为边界在超光速延展,我们永远追不上它,而且在目前的观测中,宇宙的曲率确实是0,呈现绝对平坦状态。

  第三种可能就是我们熟悉的多元宇宙理论,即宇宙确实是有限的,我们未来也能飞出宇宙,进入更广阔的空间中,那里还存在着许多其他的宇宙,就像宇宙中存在许多星球一样,但此时新的问题又出现了:包裹宇宙的空间之外又是什么?

  面对这种无限循环的套娃问题,老实说天文学家还没有什么好的答案,因为不论是哈勃望远镜还是韦伯望远镜,都远远无法看到宇宙的边界,事实上它们看到越远,其实距离宇宙大爆炸就越近,所以我们看到的宇宙,只是宇宙的历史,而不是宇宙的现在或者未来。

  从宇宙各层级天体系统来看,最低级的是地球,然后是太阳系,银河系才是宇宙中真正的基本结构,若干个银河系会组成本星系群,本星系群组成本星系团,然后变成拉尼亚凯亚超星系团,此时尺度已经到了10亿光年级别,星系们开始呈现网状结构了。

  在这个被称为宇宙纤维网状结构的图里,数以万亿计的星系组成了一条条宇宙长城,超星系团充当着长城之间的节点,中间还有暗能量聚集而成的宇宙空洞分割它们,有趣的是人类大脑内部的神经元结构,也跟宇宙网状结构高度一致。

  对此科学界给出的答案是:大脑和宇宙都遵循同一套物理定律,都是在一个有限空间内最大化利用环境,来增加神经元或者星系的效率。

  所以不论我们的宇宙究竟有没有边界,都不妨碍我们去探索宇宙,毕竟智慧文明就是宇宙中最稀有的存在,如果不去探索宇宙的话,人类文明可能真的会成为宇宙中唯一的文明。

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