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宇宙诞生于无中生有

浩瀚宇宙充满了无数的未知,人类对宇宙的探索从未停止。今天,让我们一起认识它,并提出疑问与见解,本文将会以通俗易懂的方式让大家了解宇宙。

一、宇宙的诞生

长久以来我们一直都在思考我们究竟是如何来到这个世界的?人们提出了很多假设,有些假设非常有趣,其实历史上每个文明每种宗教都有自己独特的见解。

今天我们所说的宇宙大爆炸,是目前最具实验证明最得到科学界认可的说法,宇宙的一切起源于虚无。最初宇宙大爆炸的说法是遭受质疑的,科学家们认为宇宙是一直存在的,没有开始也没有结束,其过去和现在和我们看到的一模一样。

直到1929年,一个叫哈勃的人用自己的望眼镜观察星空,发现了一个非常奇特的现象。哈勃在加利福尼亚的一座山顶上看到的,并不是一个恒古不变的成熟的宇宙。他注意到一个星系系正以一种惊人的速度猛烈碰撞,然后相互分离。哈勃发现的那个星系非常活跃,也十分奇怪,正是这个原因让人们对某些毫无争议的物理现象提出了质疑。

再后来人们发现了宇宙微波辐射,推算出宇宙诞生于138.2亿年前

1965年,宇宙微波背景辐射的发现和确认更使绝大多数物理学家都相信:大爆炸是能描述宇宙起源和演化最好的理论。现在宇宙物理学的几乎所有研究都与宇宙大爆炸理论有关,或者是它的延伸,或者是进一步解释,例如大爆炸理论的框架下星系如何产生,早期和极早期宇宙的物理定律,以及用大爆炸理论解释新观测结果等。

上世纪80年代巨型计算机出现后,科学家们有了新的手段来模拟和了解星系形成的方式,但是结算结果却发现了奇怪的东西,星系好像不能仅仅由普通物质形成,它们以黑暗的看不见的形式存在。这种奇怪的物质肯定也在发挥作用,但遗憾的是它并不能像普通物质那样发光,这就意味着任何人都看不见它吗,科学家们把这种物质定义为暗物质。

直到近代,科学家们利用粒子加速器成功模拟出宇宙大爆炸的过程。宇宙是虚无,诞生是无中生有。

虚无:什么是虚无?这是一个很难很难定义的概念。

假如我们有这样一个密封的空盒子,抽去里面所有的空气,所有的灰尘,每一个单一的原子,移去里面所有的一切,直到没有东西留下。那么还有什么存在于盒子的空间里呢?难道真的什么都没有了么?

暗物质:1915年,爱因斯坦根据他的相对论得出推论:宇宙的形状取决于宇宙质量的多少。他认为:宇宙是有限封闭的。如果是这样,宇宙中物质的平均密度必须达到每立方厘米5×10的负30次方克。但是,迄今可观测到的宇宙的密度,却比这个值小100倍。也就是说,宇宙中的大多数物质“失踪”了,科学家将这种“失踪”的物质叫“暗物质”。

熵:熵的概念是由德国物理学家克劳修斯于1865年所提出。化学及热力学中所指的熵,是一种测量在动力学方面不能做功的能量总数。熵亦被用于计算一个系统中的失序现象。熵是一个描述系统状态的函数,但是经常用熵的参考值和变化量进行分析比较。

1:物理学上指热能除以温度所得的商,标志热量转化为功的程度。

2: 科学技术上用来描述、表征系统不确定程度的函数。亦被社会科学用以借喻人类社会某些状态的程度。

3:传播学中表示一种情境的不确定性和无组织性。

最有名的实验是由奥地利物理学家薛定谔于1935年提出的有关猫生死叠加 的著名理想实验,是把微观领域的量子行为扩展到宏观世界的推演。这里必须要认识量子行为的一个现象:观测。微观物质有不同的存在形式,即粒子和波。通常,微观物质以波的叠加混沌态存在;一旦观测后,它们立刻选择成为粒子。实验是这样的:在一个盒子里有一只猫,以及少量放射性物质。之后,有50%的概率放射性物质将会衰变并释放出毒气杀死这只猫,同时有50%的概率放射性物质不会衰变而猫将活下来。

根据经典物理学,在盒子里必将发生这两个结果之一,而外部观测者只有打开盒子才能知道里面的结果 。在量子的世界里,当盒子处于关闭状态,整个系统则一直保持不确定性的波态,即猫生死叠加。猫到底是死是活必须在盒子打开后,外部观测者观测时,物质以粒子形式表现后才能确定。这项实验旨在论证量子力学对微观粒子世界超乎常理的认识和理解,可这使微观不确定原理变成了宏观不确定原理,客观规律不以人的意志为转移,猫既活又死违背了逻辑思维。

简单来说,我们也可以把熵理解为命运,万物不确定的命运。

结合起来,宇宙的诞生是由一个什么都没有的空间,由于熵的粒子不确定因素凭空出现了很多的正粒子和暗粒子,正粒子于暗粒子互相融合会消失,但是过程会产生能量。这个过程经过漫长的岁月不断上演,最终产生了巨大的能量在十亿分之一秒中这些能量积聚在一起产生了一场超级大爆炸,并在那个环境下形成了如今的宇宙并产生了宇宙中的各种化学元素。

二、平行宇宙

平行宇宙是指从某个宇宙中分离出来,与原宇宙平行存在着的既相似又不同的其他宇宙。在这些宇宙中,也有和我们的宇宙以相同的条件诞生的宇宙,还有可能存在着和人类居住的星球相同的、或是具有相同历史的行星,也可能存在着跟人类完全相同的人。同时,在这些不同的宇宙里,事物的发展会有不同的结果:在我们的宇宙中已经灭绝的物种在另一个宇宙中可能正在不断进化,生生不息。

有学者描述平行宇宙时用了这样的比喻,它们可能处于同一空间体系,但时间体系不同,就好像同在一条铁路线上疾驰的先后两列火车;它们有可能处于同一时间体系,但空间体系不同,就好像同时行驶在立交桥上下两层通道中的小汽车。

2007年 8月,科学家在研究宇宙微波背景辐射(CMB)信号时发现了一个巨大的冷斑(cold spot),其中完全是“空”的,没有任何的正常物质或者暗物质,也没有辐射信号,为什么宇宙中会存在如此怪异的时空。为了寻找这个答案,科学家认为这是另一个宇宙的证据,冷斑现象可能使得宇宙学家推出一种结论,暗示人们所处的宇宙之外还存在平行宇宙。科学家通过普朗克望远镜观测到的辐射数据发现我们的宇宙可能是10亿个宇宙中的一个,第一次有证据显示平行宇宙是存在的。

三、多维空间

多维空间,是指由4条或者更多条维度组成的空间。

多维空间定义 “维”是一种度量,在三维空间坐标上,加上时间,时空互相联系,就构成四维时空。

我们通常的空间概念,是指由长、宽、高组成的三维空间。时间本身具有维度的某些特点,例如一条时间轴可以连接无数个3维空间,因此可以认为我们生活在3+1维时空(4维空间)中;但时间与长、宽、高却是有很大的区别的,例如时间单位与长度单位是不一样的,因此这还不算真正意义上的多维空间。由于光子只能在三维空间中传播,人的肉眼无法看到其他可能存在的维度,这就使得对多维空间的探寻非常困难。但是,众多的科学家、物理爱好者和科幻迷还是提出了各种有关于多维空间的理论。

在平行宇宙理论中,由于存在着无数多个3维宇宙,这些宇宙并不能通过长、宽、高或者时间进行相连,只能通过另外一条维度进行连接,因此平行宇宙本身至少就是一个4+1维时空(5维空间)。

在弦理论中,认为各种基本粒子都是由很小很小的线状弦组成的,在众多现象难以用理论解释的情况下,爱德华·维顿提出了11维空间的概念。

有些人认为,进入黑洞就可以见到神秘的多维几何体。

四、时间

时间 是一个较为抽象的概念,是物质的运动、变化的持续性、顺序性的表现。时间概念包含时刻和时段两个概念。时间是人类用以描述物质运动过程或事件发生过程的一个参数,确定时间,是靠不受外界影响的物质周期变化的规律。例如月球绕地球周期,地球绕太阳周期,地球自转周期,原子震荡周期等。爱因斯坦说时间和空间是人们认知的一种错觉。大爆炸理论认为,宇宙从一个奇点处开始,这也是时间的奇点。

  • 定义
  • 折叠基本概念
  • 从广义上讲:当一个点相对于某坐标系运动时,其运动所形成的直线或线段或曲线就是相对于该坐标系静止的点的时间之一。每个点对应多个时间。相对于某一个时间,静止的点开始运动速度越快时间越慢,当速度与该时间中运动的点一样时时间停止,速度超越该点时相当于正回到过去。
  • 折叠相对时间
  • 即实时间,用实数表示的时间。指不在额外维运动的点所形成的时间。
  • 折叠绝对时间
  • 即虚时间,用虚数表示的时间。指在额外维运动的点所形成的时间。
  • 折叠与空间关系
  • 空间使事物具有了变化性,即因为空间的存在,所以事物才可以发生变化。空间是没有能量的事物,即当事物能产生变化时,变化产生的能量已经和阻碍的能量相互抵消。 点在空间中变化对点的描述称为被描述点相当于该点的时间【该点运动到某一位置时,被描述点都会有唯一的对应位置,称为此时被描述点的位置】。
  • 被描述点可以随时间变化位置不变,可知时间与被描述点的位置有函数关系。

折叠与平行宇宙

从广义上讲:平行宇宙就是宇宙在高一维度的空间中多出来的方向上有差值的平行时空。相邻的宇宙在多出来的维度【坐标】上有着不为零的最小差距。多出来的维度便是相对于宇宙的虚时间,可以通过穿越平行宇宙穿越虚时间。

五、探讨

在认识了这些知识后,我们思考出几个问题。时间是否真实存在,如果时间只是一种度量,那么多维空间就不会存在。

宇宙不应该存在,科学家们认为,当大爆炸诞生宇宙的时候,产生了灯亮的物质和反物质,如果这两种物质相遇它们就会互相湮灭产生庞大的能量,不会留下任何东西。那么为什么我们的宇宙还存在呢?我们思考一下,应该是大爆炸产生了太大的能量使正物质的宇宙和暗物质的宇宙相互分离,并且因为产生的物质太多,不能在短时间内完全互相湮灭。

宇宙微波图中没有物质的部分只是正物质于暗物质抵消后形成的虚无空间。平行宇宙是由暗物质形成的另一个宇宙,超级黑洞是我们正物质宇宙于暗物质宇宙的空间破洞,当正常物质于超级黑洞接触时(包裹光)被互相湮灭,这就解释了为什么所有东西都不能从黑洞中逃脱。我们的宇宙于暗宇宙正在以这样的方式互相湮灭,最终再归为虚无。

好了,以上只小编的理解与看法,大家还有什么看法呢?欢迎在评论区一起探讨

虚无的尽头是什么?还是无穷无尽的虚无吗?

如果宇宙中的物质都是由原子组成的,那么意识是由什么组成的呢?它是个什么东西?怎么形成的?

如果熵的定律最终被计算出来,我们是否就可以算出我们的命运?

科学的尽头也许真的就是神学

备注:文中图片来源于网络,如有侵权,请联系删除!

(本文由潘琦原创)

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