對于宇宙大小和邊界的問題,目前是沒有答案的,而且很可能永遠(yuǎn)不會有答案。
不過目前的主流觀點(diǎn)是:宇宙是有限無邊的。什么意思呢?也就是說,宇宙的大小是有限的,但是有限的宇宙并不存在邊界,既然沒有邊界,也就不存在“宇宙邊界之外”這種問題了。
當(dāng)然,如果僅僅如此簡單的回答,顯然是不能讓伙伴們滿意的。下面就來具體講述一下人類對宇宙大小和邊界的認(rèn)知。
對于這個問題,不僅僅是科學(xué)家,普通吃瓜群眾甚至是小孩子也很好奇。相信很多人小時候都會思考這樣的問題:宇宙的盡頭在哪里?宇宙的盡頭是不是類似一堵墻的東西呢?如果是的話,墻的另一邊是什么呢?
其實(shí)古代人類也思考過這樣的問題,但如果按照上述思考方式,無論如何都不會有最終的答案,而且最終一定會走進(jìn)死胡同,走進(jìn)自己給自己設(shè)定的“陷阱”里,結(jié)果就像俄羅斯套娃一樣,永遠(yuǎn)沒有盡頭。
那么到底該如何理解宇宙的大小和邊界問題呢?
首先我們來看宇宙的定義。其實(shí)宇宙并沒有非常嚴(yán)格明確的定義,通常情況下我們認(rèn)為宇宙就是萬事萬物的統(tǒng)稱,也就是說一切的一切,包括我們看得見的,還有看不見的,感知到的,還有感知不到的,都是宇宙的一部分,甚至?xí)r間和空間本身都屬于宇宙。
那么,既然宇宙包含了一切,那么自然就不存在邊界。假設(shè)宇宙有邊界,邊界外面可你當(dāng)還會是宇宙,因?yàn)閯偛耪f了宇宙就是萬物的集合。因此宇宙是沒有邊界的。
不過上述的宇宙定義顯然有些太“霸道”了,萬事萬物的集合體,包括一切東西。一方面這個定義直接不給任何人提出“宇宙邊界”的機(jī)會。另一方面,如此定義有些太寬泛,也比較抽象,并沒有具體描述到底何為宇宙。
從物理學(xué)角度來講,很多時候我們所講的宇宙指的是四維時空的集合體,具體來講是時間,空間以及時空中各種物質(zhì)的總和。時空和物質(zhì)必須同時存在,兩者不可分割。
而這種宇宙的定義,也可以從宇宙大爆炸理論中更具體表現(xiàn)出來。
宇宙大爆炸理論認(rèn)為,我們的宇宙誕生于138億年前的一次大爆炸,當(dāng)時的宇宙就是一個體積無窮小的奇點(diǎn),這個奇點(diǎn)密度,溫度無限高。顯然這樣的奇點(diǎn)根本不是我們這個世界的東西,因?yàn)槲覀冞@個世界根本不存在無窮小的東西。這也是為什么有科學(xué)家認(rèn)為奇點(diǎn)來自“超時空”,或者說“高維度”,當(dāng)然這個問題就不具體展開了。
總之就是,面對奇點(diǎn),現(xiàn)有的所有大自然法則都無法解釋,我們?nèi)缃駥τ钪娴拿枋龆际窃谄纥c(diǎn)突然大爆炸一個普朗克時間之后的故事,因?yàn)槠绽士藭r間是有意義的最小時間單位。
這個奇點(diǎn)突然膨脹,膨脹速度遠(yuǎn)超光速,直到今天,宇宙仍舊一直在膨脹。
那么有人可能會問了:那個無限小的奇點(diǎn)外面是什么?
很抱歉,我們并不知道,或者說,根本就不存在“奇點(diǎn)外面”這樣的概念。在奇點(diǎn)突然膨脹之前,還沒有時間和空間的概念,自然也就沒有位置的概念。
也就是說,奇點(diǎn)不存在任何地方,因?yàn)槠纥c(diǎn)本身就是“地方”。
但是,我們的固有思維里,任何東西都是有內(nèi)外之分的,一個只有“里面”沒有“外面”的東西是很難想象的,也很難被我們接受,而奇點(diǎn)恰恰就是這樣的東西。
其實(shí),如果你接受了“奇點(diǎn)并不屬于我們這個世界”,如今的所有大自然法則遇到奇點(diǎn)都無能為力,那么直接就很容易接受奇點(diǎn)的這種詭異特性了。
但是,我知道很多人內(nèi)心深處肯定一百個不服氣,甚至可能會罵街:不知道就說不知道,你這種回答不就相當(dāng)于不讓我們問“宇宙外面”的問題了嗎?
如果非要問的話,宇宙的外面只能是“虛無”。當(dāng)然這需要用到量子力學(xué)和量子場論去詮釋了,這又是另外一個大問題了。簡單來講就是,絕對的真空或者虛無是不存在的。因?yàn)檎婵罩幸欢〞S機(jī)上演量子起伏(也叫量子漲落),衍生出各種虛粒子對然后瞬間湮滅消失。
說了這么多,或許你越來越糊涂了,越來越不知道宇宙外面到底是什么了。其實(shí)有這種感覺太正常不過了,為什么?
因?yàn)槿祟惖恼J(rèn)知太有限了,試圖用有限的知識去理解近乎無限的宇宙,完全就是“螞蟻撼樹”,太不把大自然當(dāng)回事了。
雖然人類擁有百萬年歷史,而且最近幾百年人類科學(xué)取得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展,其實(shí)人類掌握的知識很有限。
最具說服力的一點(diǎn)就是,一直以來人類都以為生活在物質(zhì)世界,其實(shí)大錯特錯,平時我們看到感知到的物質(zhì)僅占整個宇宙的5%而已,剩下的95%都是暗物質(zhì)和暗能量,而這兩種東西幾乎完全不為人類所知。
科學(xué)家們通過不斷探索知道,暗物質(zhì)和暗能量在宇宙中無處不在,甚至可能就在你我身邊,但我們很難直接探測到它們的存在。
人類試圖用如此有限的知識,理解如此浩瀚的宇宙,是不是太可笑了?
從愛因斯坦的相對時空觀來講,時空本身并不是絕對的,而是有彈性的,就像彈性布料那樣,可以彎曲,壓縮,折疊。這就意味著,即便我們朝著一個方向一直飛下去,最終不但無法到達(dá)所謂的“宇宙邊界”,有可能重返出發(fā)時的原點(diǎn)。
這就像我們玩電腦游戲時,游戲中的人物從電腦屏幕一端走出屏幕,然后從屏幕另一端走出來。當(dāng)然,我們知道那只是游戲的一個程序設(shè)定,但電腦游戲人物并不知道,或許他也有著人類一樣的疑問:我所在的世界有沒有盡頭?
還有一點(diǎn),我們所在的四維時空存在光速限制,這種限制是四維時空的固有屬性。這就意味著,即便我們以光速飛行,也不可能到達(dá)宇宙的邊界,因?yàn)橛钪嬉恢痹诔馑倥蛎洠覀兏靖簧嫌钪媾蛎浀乃俣取?/p>
這也是為什么一開始我會說“或許我們永遠(yuǎn)不知道宇宙到底有沒有邊界”,這不是人類的錯,讓渺小的人類去解開“宇宙大小和邊界”這個宏大的問題,太難為我們了!
人類本身就屬于四維時空的一部分,意味著我們的任何思維方式都會被四維時空束縛,一定會帶有四維時空的局限性,而這種局限性無論如何都不可能突破。
不要說了解浩瀚的宇宙了,僅僅幾百年前,人類還認(rèn)為地球是平的,而且“地平說”統(tǒng)治了幾千年時間。不要以為古代人類思想里的“地平說”很可笑,如果清除掉你如今的知識,把你扔到幾千年前的原始社會,你同樣會認(rèn)為地球是平的!
所以,或許只有人類站在“上帝視角”才能真的知道宇宙到底有多大!
如何站在“上帝視角”?
突破四維時空的束縛!
完!
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