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厨爹 2024-04-06 17:37

宇宙究竟是有限的,还是无限的?

这个问题一直在争论不休。

有人认为宇宙是有边界的,因为哈勃望远镜能看到的最大边界就是大约920亿光年,这应该就是宇宙的极限。

可是有人反对,他们认为,这920亿光年只能叫作视野边界,而不是宇宙的真正边界


举个例子,古人为什么认为天方地圆,因为站在地面上往远处看,会认为地面与天际线的交界处是大地的边界

实际上,那只是人的目光所及罢了。同理,哈勃空间望远镜利用的是光学,所以会存在“目光”限制。

为了一探究竟,我们多方探索,宇宙是否存在边界


边界的探讨

关于宇宙是如何诞生的,大部分科学家们比较支持宇宙大爆炸论,认为宇宙是由一个奇点爆炸产生的。

如果是这样,那么宇宙的边界就得根据宇宙的形状而决定。

如果宇宙是一个球型,那么宇宙就是有界限的;如果宇宙是洪钟型或者喇叭型,它的某一个方向是不存在边界的。

这就好比射线,从一个点出发,另一端可以无限延伸

我们或许能找到那个点,但绝对找不到另一个点。


理论上来说,是可以找到爆炸的起始点,而我们却一直找不到爆炸的终点

可是空间是宇宙膨胀产生的,只有膨胀到了的地方才有空间。还有一个现象说明宇宙有边界,但是我们看不见,那就是宇宙膨胀

哈勃望远镜作为光学望远镜,只有光到达的地方,才能被它观测到。

而它观测到的920亿光年,只能说明光到达了那里。之外的地方观察不到,不是因为不存在,而是光还没有去

如果宇宙膨胀的速度超过了光速,那么光永远无法追上宇宙的边界,人类的目光永远比真正的边界晚一步。


这么一看,宇宙的边界问题变得十分矛盾,因为哈勃望远镜看到的,不是全部的宇宙,只能被称为“可视宇宙”。

看不到的宇宙,永远不知道它的边界在哪里,那么一定程度上讲,宇宙是有边但是无界

想要证明宇宙的边界,只能追上宇宙膨胀的步伐,去膨胀的最前沿,就能知道是否有界限了。

值得注意的是,宇宙大爆炸只是宇宙起源的一种假说,时间和空间并不一定就是爆炸带来的。

恐怕宇宙的界限会成为未解之谜,伴随着宇宙的存在。


放大宇宙

当以10亿光年为尺寸观测宇宙的时候,在10亿光年外拍下一张照片,会看到漆黑的空间,一些稀疏的光点,它们有的比较亮,有的比较暗。

这个时候我们放大图片,将比例尺定格为1:1亿光年的时候,会有某一区域出现密集的光点

它们好像组成了一个系统,紧密“挨”在一起,在它们旁边,依旧是稀疏的光点。

继续放大,将比例尺放大到1:1000万光年,我们能看到空间中的点亮度更大了,这些点并不是单独的恒星,而是一个个星系,这其中就有我们的银河系


当比例被放大到1:100万光年的时候,我们能看到,银河系的轮廓出现在了图片里。

此时的银河占据照片的大约十分之一。

比例尺放大到1:10万光年时,银河系占据了整张图片,我们能清楚看到它的旋臂,以及光环

这就是我们现在所在的银河系直径大约10万光年

如果继续放大,比例来到1:1万光年,我们看见整个图片上密密麻麻全部是点,它们就是银河系里面的恒星


我们的太阳系,就是这密密麻麻中的一员,想要找到它犹如大海捞针

这个时候需要加大放大的倍数,才能更快地找到太阳系。

我们可以直接把比例调到1:1000亿公里,能够看到,太阳系的轮廓已经出现,这个时候的太阳系与1:100万光年时候的银河系有异曲同工之妙


当比例扩大到1:100亿公里后,能看到整个太阳系的全境八大行星、小行星、柯伊伯带等,都将出现在照片中。

比例来到1:1亿公里的时候,地球出现在了照片里,如果再继续放大,我们能看见地球上的地貌景光,甚至是上面的人。

看到这里,我们可以再看另一张图——生命放大图。


宇宙与生命

我们以人为例,在一张照片里站着一个人,当把照片放大10倍以后,我们能看见人的局部。

继续放大,直到一块皮肤挤满了整个画面。

再继续放大,我们可以看清皮肤上的脉络、褶皱、沟壑等等。

接着再放大我们能看见表皮细胞、角质层。之后再放大就是细胞结构,然后细胞核、线粒体,最后是分子,再最后是原子


有没有觉得细思极恐?宇宙的结构,竟然和生命的结构如出一辙。

如果把宇宙比喻成一个生命体,那么各大超星系就是器官银河系就是构成器官的细胞群

太阳系是一个单独的细胞,地球只不过是这个细胞的一部分,不是细胞核,细胞核是太阳,地球应该算作线粒体

那我们人,就是构成线粒体的DNA

这么来看,所有宇宙中的事物,都必须遵守由小到大的构成顺序


首先有了原子,才组成了宇宙中的各种分子,比如各种气体,它们形成了星云

星云中的气体、尘埃、原子们继续聚合,形成了早期的天体

之后天体们结合在一起成为了最早的恒星系,星系再组成了银河系

银河系由于周围的银河系组成了超星系,最后超星系们组成了宇宙

换算成生命的历程就是,一开始是高分子有机物们在海底火山热泉口聚合,一部分有机物决定组合起来,于是形成最初的生命形态


生命形态进一步聚合,形成了细胞结构,诞生了最早的真核细胞

只不过这个时候都是单细胞生物,类似于一个又一个独立的天体。

某一天,真核细胞聚合起来形成了多细胞生物,最后形成了不同种类的细胞,生命的形态也越来越多样。

甚至出现了动物界、植物界、真菌界、原生生物界、原核生物界、病毒界六大门派。旗下又可以分为众多小门派。

生命的历程,从某种程度上来说,就是宇宙形成的复刻。


人类与宇宙

由此可见,人类只不过是宇宙中的一种物质,一种有机物质,我们对于宇宙来说实在是太过于渺小。

让我们再把问题回到最初的起点:宇宙是否有边界?

这个问题就好比,人体内的线粒体,想要离开人体,于是在细胞内不断寻找人体的边界。

人的体型是有限的,当然存在边界,可问题是,线粒体的物质能否离开人体?

或者,一个人的线粒体DNA,进入另一个生物的体内,它还能继续存活吗?


细想一下非常恐怖,我们总说要离开地球实现星际移民,那么我们如何突破地球对我们的束缚?

人类去往别的星球生活,就好比线粒体DNA离开人体,去往别的生物。

这个生物还未必是动物,可能是植物、甚至是原核生物,有些生物根本不需要线粒体。

上个世纪80年代,科学家在沙漠中建立了一个“生物圈2号”,企图模拟出地球的生态,结果以失败告终。

实验告诉了人类,地球对于人类来说是多么重要的存在,地球可以没有人类,但人类不能没有地球


所以,宇宙的边界,真的这么重要吗?


jjybzxw 2024-04-06 17:42

宇宙是否存在边界是一个复杂的问题,因为它涉及到宇宙的几何结构和大小。根据现代宇宙学理论,宇宙可能是有限但无边界的。这意味着宇宙具有一定的大小,但并没有像我们想象中的那样有一个明确的边界线。

当我们谈论将宇宙不断放大后,会发现宇宙结构与生命结构相似,这是一个非常有趣的观点。这个观点主要涉及到分形和自相似性的概念。分形是一种具有自相似性的数学结构,也就是说,不论你把它放大还是缩小,它都保持着相似的形状特征。生活中的一些例子,如雪花和树的分支结构,都展现出分形的特性。

一些科学家认为宇宙的结构也可能具有分形特性。例如,在观察星系的分布时,我们发现星系的分布呈现出一种层次性结构,这种结构在不同尺度上都存在相似性。这种现象暗示着宇宙的结构可能是分形的。

然而,需要注意的是,宇宙的分形结构并不意味着宇宙是有限的或者有边界的。分形结构只是一种描述事物在不同尺度上具有相似性的数学工具,它并不能直接回答宇宙是否有边界的问题。

总的来说,宇宙是否存在边界仍然是一个有待研究的问题。科学家们正在通过不断地观测和实验来寻找答案。同时,探讨宇宙结构与生命结构的相似性也是一个有趣的课题,但这并不能直接证明宇宙是有边界还是无边界。

在讨论宇宙的边界时,我们需要先了解一下宇宙的几何结构。宇宙的几何结构可能呈现出三种形态:平直、闭合或开放。这三种形态分别对应着宇宙的有限与无限问题。

1. 平直宇宙:如果宇宙是平直的,那么它就像一个无限的平面,没有边界。在这种情况下,无论你朝着哪个方向前进,你都将永远前进下去,不会遇到边界。平直宇宙通常与宇宙大爆炸理论相容,意味着宇宙从一个无限小的奇点开始膨胀,并且一直在膨胀。

2. 闭合宇宙:如果宇宙是闭合的,那么它就像一个球面,是有边界的。在这种情况下,如果你朝着一个方向前进足够远,你将会回到起点,类似于在地球表面行走。闭合宇宙通常被认为是有始有终的,即宇宙会在某个时刻停止膨胀并最终收缩回奇点。

3. 开放宇宙:如果宇宙是开放的,那么它就像一个马鞍面,局部有限但整体无限。在这种情况下,虽然你在一个方向上前进足够远后会遇到边界,但在另一个方向上,你可以无限地前进。开放宇宙通常被认为是有始无终的,即宇宙会继续膨胀,但不会收缩回奇点。

目前,科学家们倾向于认为我们的宇宙是一个开放宇宙,局部有限但整体无限。这种观点主要基于对宇宙微波背景辐射的观测,这是一种宇宙大爆炸遗留下来的辐射。通过对这种辐射的研究,科学家们发现宇宙的几何结构更接近于开放宇宙。

然而,尽管科学家们相信宇宙是无限的,但我们仍然无法观测到宇宙的全部范围。哈勃望远镜只能观测到920亿光年的范围,这是由于光需要时间来传播,而光速是有限的。因此,我们所观测到的宇宙实际上是过去的状态,而不是宇宙的实时状态。

总的来说,尽管科学家们相信宇宙是无限的,但由于我们的观测能力有限,我们无法确证宇宙是否真的无限。这个问题可能会随着科学技术的发展而得到进一步解答。


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