完整的宇宙到底有多大?事实上,人们根本看不到宇宙的边界

【菜科解读】
宇宙究竟有多大?这个答案恐怕天文学家也无法给出答案。
因为我们用天文望远镜探索到的宇宙大小,并不是真的的宇宙,这原因是什么?
哈伯深空望远镜
不管是哪种天文望远镜,光学的也好,射电的也罢,都得依靠宇宙中的电磁波。
我们能探测到的位置,前提是一定有电磁波达到,电磁波没有到达的地方,我们的设备无法获取相关信息。
韦伯望远镜
也就是说,我们看到的宇宙,不是完整的宇宙,只是宇宙的一部分,被称为“可视宇宙”,相应的其他部分叫做“不可视宇宙”。
为何宇宙会有可视和不可视之分呢?
FAST天眼望远镜
宇宙的诞生宇宙是怎么诞生的,科学界其实并没有一个统一的说法,哪怕是呼声最高的“大爆炸论”,也仅仅是一个假说。
“大爆炸论”认为,宇宙起源于一个点,这个点质量无限大,密度无限大,没有体积,也就没有空间。
当然,也不可能有时间,这个时候什么都没有。
后来,这个点发生了爆炸,爆炸产生的能量,让点像吹气球一样发生了膨胀,同时也诞生了时间和空间。
爆炸的能量可以转化为质量,所以爆炸之后诞生了各种粒子,如质子、电子、中子等。
宇宙大爆炸
这些粒子组成了氢原子,由此开启了元素周期表,紧接着氦原子、锂原子等陆续登场。
渐渐地,微观的粒子组成了宏观的物质,在大爆炸约1亿年后,第一颗太阳和行星诞生。
直到今天,宇宙中最多的依旧是氢原子,占据了99%以上。
能量能诞生质量,同时也诞生了时间和空间,并且还在不断扩大,宇宙开始了膨胀。
这个膨胀的速度,是超过了光速的。
宇宙膨胀
宇宙它老人家大约140亿岁,可是根据天文望远镜的观测,宇宙的直径在大约930亿光年。
这也就产生了一个疑问,宇宙中的光真的追上了宇宙的边界吗?
不管是光学望远镜还是射电望远镜,都是依托的电磁波,光学是“看”,射电是“听”,它们就是千里眼和顺风耳。
光是一定波长和频率范围的电磁波,更多的电磁波是看不见的。
光也是电磁波
不过这不影响望远镜接受电磁波,并由科学家将其转化为可见的图像。
所以,那些精妙绝伦的宇宙照片,其实是“照骗”,是天文学家后期渲染表达出来的,目的是为了更好观看。
没有电磁波,光学望远镜会变成“瞎子”,射电望远镜会变成“”。
因此,它们所探索到的宇宙被称为“可视宇宙”,并不是宇宙的全部。
换言之,我们其实看不到宇宙的边界。
可视宇宙
可视宇宙那么可视宇宙又是什么呢?可视宇宙就是那个直径930亿光年的宇宙,真正的宇宙是未知的,因为我们只知道光去了那里。
这就好比光是记者,它在前方为我们传回来信息,可是如果它不去,我们就不知道前方发生了什么。
宇宙还在膨胀,谁也不知道它膨胀的速度是比光快,还是比光慢。
如果它比光速要快,那么电磁波永远无法达到宇宙的边界,光永远慢宇宙一步。
关于这一点,天文学上有一种假说叫做“宿命论”,即宇宙的结局早已经注定,包括人类在内的物质,只不过是一个过程。
宇宙早已经注定
宇宙中的所有物质都在朝着既定的方向发展,命运早已经注定。
然而,也有天文学家通过计算红移现象,得出宇宙膨胀的速度并没有我们想象中的快。
所谓红移现象,是指宇宙膨胀的过程中,将电磁波的波长拉伸,原来它的波长在可见光的范围内,结果因为拉长,导致波长大于了可见光。
可见光的波长最大值是红光,超过这个值之后人的眼睛就无法看见,于是被称为红外线。
人们想象的多元宇宙
红移的本意就是,光谱上的光朝着红外线的方向移动。
天文学家哈勃就通过计算,得到了一个常量67.80±0.77km/s/Mpc,表示的意思是:在300万光年外的星系,它远离地球的速度将增大67.80±0.77千米每秒。
因此这个值也被用来代表宇宙膨胀的速度,乍一看,这个速度并不大,远远比不上光速。
这是因为不同时期的宇宙膨胀速度并不相同,现在的宇宙被认为已经逐渐冷却了,膨胀速度减慢。
天文学家哈勃
宇宙经历过一段时期的超光速膨胀,但是现在已经放缓,因此光追上宇宙边界是迟早得事情。
不过,宇宙膨胀并不能说明我们现在得宇宙就是完整的,只能表明光追上宇宙边界的可能性。
人类若是想要知道宇宙真正的边界,必须比光更早一步到达,否则我们通过天文望远镜获得的能容,都是光的“二手消息”。
我们接受的信息来自光
去往宇宙的边界那么,人类怎么去往宇宙的边界呢?
第一种办法就是超越光速,光为我们传回来消息,我们看到的都不是实时消息,只有跑得比它快,才干看到最新的景色。
然而想要超越光速,没门!
一位叫爱因斯坦的地球人曾经有一个公式的变形式,那就是质量和速度的关系。
式子指出,但凡拥有静质量的物质,速度都不可能达到光速,因为一旦达到了,物质的质量会变成无穷大。
爱因斯坦和它的传世公式
什么物质的质量无穷大呢?只有宇宙爆炸之前的那个点可以做到。
因此,对于有静质量的物质来说,只能无限接近光速,不可能等于光速,更不可能超越光速。
只有无静质量的光子,能够以这个速度存在于宇宙中。
超越光速不可能,那就只能采取时空隧道来穿梭。
这个隧道依旧是这名叫爱因斯坦的地球人提出来的,他假设在宇宙中存在一种桥,能够沟通两个不同的时空。
爱因斯坦想象的虫洞
比如在地球的引力场作用下,诞生了一个空间漩涡,它与另一个星系的天体时空相连,这样通过这个桥,就可以到达外星系。
这个桥就是科幻作品里大名鼎鼎的虫洞,当然大家更喜欢叫它时空隧道。
虫洞只是爱因斯坦在研究引力场的时候,提出来的假设,没有实际的证据表明它存在。
虫洞又名时空隧道
不过,这位名叫爱因斯坦的地球人,经常说一些挑战和颠覆人类认知的理论,他当初的狭义相对论因为做不出实验而无法被授予诺贝尔奖。
是的,爱因斯坦得的诺奖不是奖励他的相对论,而是表彰他的光电效应。
不过这丝毫不影响他在科学界的地位,所以他说的虫洞或许真的存在,只是人类没有发现。
爱因斯坦诺奖现场的照片
创造宇宙上个世纪,前苏联一位天文学家提出了宇宙文明等级的概念,后世科学家根据这个基础,拓展开了很多个等级出来。
然而无论那个版本,宇宙的最高文明都是创造者,也就是宇宙的创造者。
按照文明的发展,当一个文明到达了最顶尖的时候,它就可以创造出一个宇宙。
它就是给予我们这个宇宙爆炸的能量,真正的创世之主。
宇宙大爆炸产生了物质,人类也算是物质,我们也是宇宙大爆炸的产物之一。
创造宇宙
若是宇宙大爆炸是由最高级的文明创造的,那么我们人类也是这项创造里的一部分,那这样人类到底算是什么?被创造出来的智慧有机物质?
如果文明可以被创造,那么就算是宇宙的最高文明,也有可能是比它更高级的文明创造的,这样下去就会无限套娃,永远都是山外有山,文明外面有文明,无穷无尽。
以宇宙怪才宇宙怪才霍金为代表的天文学家们对宇宙文明十分警惕,他曾数次警告,不要招惹外星文明,更不要随意暴露地球的位置。
在他看来,文明的差距会导致杀戮和掠夺,我们很有可能落入被外星文明殖民的悲剧中。
宇宙能否被创造
但是,这样的恐惧并不能阻止人类想要探索宇宙的心。
3大恐龙未解的谜团探索 体温肤色与速度/图
遗留下骨骼化石,成为研究的重要资料。
恐龙属于爬行动物,对于后来地球动物的形成有重要影响,因此研究恐龙的意义十分重大,已经成为一个非常热门的话题。
其中恐龙是否冷血动物?恐龙的颜色是什么?以及恐龙的奔跑速度都是令科学家十分困惑的难题,根据一些化石以及科学想象,正在攻克这些难题。
恐龙是冷血动物吗? 恐龙是冷血动物,还是温血动物?目前生物学家持有两种截然不同的观点,都是根据当前地球上动物的现状分析的。
持冷血(变温)动物观点的学者主要的根据是,恐龙和现在爬行动物一样,属于比较低等的动物,鳄鱼、青蛙、蛇都是典型的冷血动物。
这些动物的体温随着外界温度的变化而升降,可以节省体能的消耗,不需要有强有力的心脏维持血液循环,也不需要皮肤上有汗腺,遇到高温时排汗,用来保持身体各部分恒定的温度。
大部分冷血动物都有“冬眠”的特性,找一个温度适宜的洞穴,防止体温降到0℃以下,不然它要冻僵死掉。
主张恐龙是“冷血动物说”的学者遇到了麻烦。
是啊,难道恐龙也要“冬眠”吗?那么庞大的身躯躲到哪里安身呢?冬眠期间的安全问题怎么解决?如果不“冬眠”。
寒冷的冬季是冷血动物难熬的季节啊,恐龙是如何度过漫长的冬季呢?另外,即使是冷血动物,体温过高或过低时,都缺乏活力,比如鳄鱼在35℃左右温度时才能活动自如。
它们通过什么方式获得最佳温度呢?主要是晒太阳,从阳光中获取能量,体温逐渐升至35℃左右。
那么,庞大的恐龙依靠什么达到最佳温度呢?如果也依靠晒太阳,则很难自圆其说,经推测最重恐龙达80吨重,如此庞然大物,依靠晒太阳升温,必须不断转动巨大身躯,晒完一面再晒另一面,简直无法想象!何况恐龙为了生存需要不断吃食物,食量非常大,总不能整天懒洋洋地晒太阳啊! 因此,另一些学者提出恐龙是“温血动物”,体温恒定,就像现在的大象。
根据进化论学说,有一种恐龙是飞鸟的祖先。
要知道恐龙也下蛋,和鸟一样,最近挖掘恐龙化石发现有软组织羽毛的痕迹,而鸟类都是温血动物,体温恒定,羽毛是为了御寒。
这种学说似乎也有道理。
可是“温血动物说”遇到了更大的麻烦,仍是恐龙巨大身躯引起的难题,是啊,最大恐龙身高9米以上,身长20米以上,重量达80吨,需要一颗多么硕大的心脏啊!才能推动如此大量的血液,维持血液循环满足身体各部位的需求啊!即使是最简单的恐龙血液循环系统,一经画出,立即被人们断然否决,动物界绝不可能有如此威力的心脏能为其供血。
“温血动物说”遇到的另一个难题,就是“血压”问题。
长颈鹿吸引了科学家,因为长颈鹿能将自己的脑袋举到离地4.5米高度,又能低头喝水,这必须有一套特殊的供血系统。
因为我们有这样经验,久蹲在地猛的站起来,往往眼发黑,头发晕,就是心脏供头部血液不及时引起的。
长颈鹿能将血液压到离地4.5米高处的头部,其血压是人类的2~3倍,心脏既大又厚,泵血有力,可直接送到高处。
有趣的是,当它低头至地面时,颈动脉的“阀门”会自动调节血量,保持低头时头部血压的稳定,因而长颈鹿既不会出现“脑缺血”,也不会发生“脑溢血”。
月球是如何形成的?探索月亮形成之谜
但几百万年之后地球的月球才逐渐开始形成,目前存在三种理论解释月球是如何产生的:巨型撞击假说,共同形成理论和捕获理论。
巨型撞击假说这项较为流行的理论获得科学界的广泛支持。
如其他行星一样,地球形成于环绕年轻太阳的尘埃气体云的残余物。
早期的太阳系非常动荡不安,大量形成的天体并没有完全进化成完整的行星。
根据巨型撞击假说,其中一颗刚形成的天体撞击了地球。
这颗名为忒伊亚的火星大小的天体撞击了地球,这颗年轻行星的地壳汽化并被抛入太空。
重力导致被抛射的粒子保持一个整体,从而产生了太阳系内相对宿主行星最大的卫星。
这种形成过程也解释了为什么月球主要是由很轻的物质组成,它的密度远不及地球——形成月球的物质主要来自于地球的地壳,而地球的多岩石核心保持完好。
随着抛射的物质聚集在忒伊亚残余的地核,它以地球靠近地球黄道面为中心,也就是太阳经过太空的路径,这就成为了月球现在环绕的运行轨道。
共同形成理论月球也可能与地球同时形成。
这项理论认为引力可能导致太阳系早期的物质聚集靠拢,这与引力将粒子聚集形成地球几乎是同时发生。
因此,月球的组成成分可能类似于地球,同时这也解释了月球目前所处的位置。
然而,尽管月球和地球组成物质大致相同,月球却远不如地球那么密集。
如果两者是同时从具有相同重金属元素的地核开始形成,那么,两者的密度应该相差不大。
捕获理论还有一种可能便是地球的引力阻碍了路经的某一天体,这是太阳系很多卫星形成的原因,例如火星的卫星火卫一和火卫二。
捕获理论认为,太阳系内某处形成的多岩石天体被地球的引力吸引到地球附近轨道。
这种捕获理论解释了地球和月球组成成分的不同。
然而,这样的天体往往形状怪异,而非月球目前近乎球状的外形。
此外,这类天体的轨道也往往不会与母行星的黄道面对齐,这与月球又不相符。
尽管,共同形成理论和捕获理论都解释了月球某些元素存在的原因,但仍存在很多无法解释的问题。
目前,巨型撞击假说似乎解释了大多数问题,使得它成为目前为止与月球形成的科学证据最相符的模型