宇宙的最终结局是什么?现有理论可能都是错的 你认同吗? (宇宙的最终结局会变成怎样)

admin 2024-12-05 36 0

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宇宙的最终结局是什么?现有理论可能都是错的,你认同吗?

自古以来,人类对永生的向往从未停止。

古代的统治者们寻找长生不老药,希望与天地同寿。

现代社会,随着科技进步,我们认识到万物皆有始终,不仅是人类,连宇宙也无法永存,它也有自己的“末日”。

那么,宇宙的最终命运将如何呢?目前科学界普遍接受的宇宙起源理论是“大爆炸理论”,它根据“能量守恒定律”和“热力学定律”预测了宇宙的终结:宇宙膨胀到一定程度后,能量不再支持新天体的形成,宇宙达到一个平衡状态,称为“热寂”。

在这个状态下,宇宙与诞生时相似,各处温度均等,仅略高于绝对零度。

在此过程中形成的天体将衰变消亡,黑洞成为宇宙主导,随着时间的推移,通过霍金辐射黑洞逐渐蒸发,只剩下光子和轻子,宇宙最终达到最低能量状态,除了永恒的黑暗别无他物。

一些科学家推测,之后宇宙可能会继续收缩,最终形成奇点,再次爆炸诞生新宇宙,形成轮回。

然而,这些基于大爆炸理论的预测,真的就是宇宙的最终命运吗?实际上,还有许多谜团需要解开。

首先是“时间之谜”。

所有基于大爆炸理论的预测都是建立在我们对“时间”的感知上,这种感知导致了预测的先后顺序。

但“时间”的本质是什么,科学界尚未达成共识。

从热力学角度看,时间是一种熵增的不可逆过程,因为熵增是不可逆的,所以我们感知到时间单向流动。

这个解释似乎合理,但存在两个问题:一是没有实验证据表明熵增的不可逆性与时间的不可逆性有关;二是时间的不可逆性是基于人类感觉的,而科学史上许多违反人类感觉的结论最终被证实。

因此,仅凭人类感觉时间不可逆,无法证明其确实如此。

如果连时间本质都搞不清楚,对宇宙最终命运的预测也就无从谈起。

除了时间问题,大爆炸理论的预测还忽略了反物质的影响。

反物质与普通物质电荷相反,曾经被认为是科幻小说的产物,但随着反物质在实验室中被制造出来,并展现出巨大能量,这一观点被普遍接受。

如果宇宙大爆炸后产生了等量的正反物质,那么反物质去哪儿了?如果反物质以某种形式参与当前宇宙,那么宇宙就不可能按照大爆炸理论预测的那样发展。

此外,“无穷大”的概念也是一个问题。

因为宇宙最初的奇点状态,很容易想到它的物质含量是有限的,但这并没有得到证明。

如果宇宙含量是无限的,那么预测宇宙将进入“热寂”的热力学依据就不存在了。

弦理论提供了另一种视角,它认为存在无数个平行宇宙,每个无限小的粒子可能都包含另一个宇宙空间。

这种理论构建的模型显示无限连绵的宇宙空间,形成一个“无穷多重宇宙”的状态。

然而,弦理论目前仅在数学层面得到证明,是否适用于现实世界还是未知。

因此,用“无穷”来概括宇宙的真实结构可能太过简单,它的真实情况可能远远超出人类认知和数学工具的极限。

总的来说,在目前的数学和物理知识范围内,对宇宙最终命运的结论还为时尚早。

宇宙已存在数十亿年,而人类对宇宙的研究不超过百年,我们可能连描述宇宙真实形态的能力都没有,更不用说预测其最终结局了。

宇宙的最终结局是什么?现有理论可能都是错的 你认同吗? (宇宙的最终结局会变成怎样)

宇宙到底是什么样子?

宇宙到底是什么样子

1917年,爱因斯坦发表了着名的“广义相对论”,为我们研究大尺度、大质量的宇宙提供了比牛顿“万有引力定律”更先进的武器。

应用后,科学家解决了恒星一生的演化问题。

而宇宙是否是静止的呢?对这一问题,连爱因斯坦也犯了一个大错误。

他认为宇宙是静止的,然而1929年美国天文学家哈勒以不可辩驳的实验,证明了宇宙不是静止的,而是向外膨胀的。

正像我们吹一只大气球一样,恒星都在离我们远去。

离我们越远的恒星,远离我们的速度也就越快。

可以推想:如果存在这样的恒星,它离我们足够远以至于它离开我们的速度达到光速的时候,它发出的光就永远也不可能到达我们的地球了。

从这个意义上讲,我们可以认为它是不存在的。

因此,我们可以认为宇宙是有限的。

“宇宙到底是什么样子”目前尚无定论。

值得一提的是史蒂芬霍金的观,点比较让人容易接受:宇宙有限而无界,只不过比地球多了几维。

比如,我们的地球就是有限而无界的。

在地球上,无论从南极走到北极,还是从北极走到南极,你始终不可能找到地球的边界,但你不能由此认为地球是无限的。

实际:上,我们都知道地球是有限的。

地球如此,宇宙亦是如此。

怎么理解宇宙比地球多了几维呢?举个例子:

一个小球沿地面滚动并掉进了一个小洞中,在我们看来,小球是存在的,它还在洞里面,因为我们人类是“三维”的。

而对于一个动物来说,它得出的结论就会是:小球已经不存在了!它消失了。

为什么会得出这样的结论呢?因为它生活在“二维”世界里,对“三维”事件是无法清楚理解的。

同样的道理,我们人类生活在“三维”世界里,对于比我们多几维的宇宙,也是很难理解清楚的。

这也正是对于“宇宙是什么样子”这个问题无法解释清楚的原因。

宇宙中的“太阳系”是怎样发现的

茫茫无际的宇宙,深藏着无数奥秘。

有人曾设想,除我们的太阳系以外,还应有第二个、第三个太阳系。

可是另外的“太阳系”具体在哪里?这个长期以来争论不休的问题,随着织女星周围发现行星系,有人认为已经找到了宇宙中的第二个“太阳系”,为寻找宇宙中其他许多“太阳系”提供了例证。

宇宙中的第一个“太阳系”是怎样发现的呢?

1983年1月,美国、荷兰、英国三个国家成功地发射了红外天文卫星。

后来,天文学家们利用这颗卫星意外地发现天琴座主星——织女星的周围存在类似行星的固体环。

这次发现在世界上还是头一回。

这一发现可以说是不同凡响的划时代的发现。

织女星周围的物质吸收了织女星的辐射热,发射出红外线。

红外天文卫星正是接收到了它所放射的红外线。

比较四个不同接收波段的强度便可计算出该物体的温度为90(约一180T)。

一般来说,恒星的温度下限约为500,温度为90这就是说那个物体是颗行星。

而且,织女星真的也有行星系的话,它便相当于外行星。

这样一个温度的物体只能用波长为几十微米的红外望远镜方可捕获到。

美国、荷兰、英国合作发射的卫星是世界第一颗红外天文卫星,主要用于探测全天的红外源,也就是对红外源进行登记造册。

一般红外天文望远镜不能探出宇宙中的低温物体。

因为大气中的水分和二氧化碳气体吸收了大量来自宇宙的红外线及地球的热,又会释放互相干扰的红外线。

红外天文卫星将装置仪器用极低温的液态氦进行冷却,所以才有了这次的发现。

探测表明,织女星行星系与太阳系行星一般大小。

由于织女星发出的总能量是已知的,通过90的物体的温度便能求出织女星和该物体之间的距离,也就是可以求出该行星系的半径。

织女星距离地球26光年,是全天第四亮星。

直径是太阳的2.5倍,质量约是太阳的3倍,表面温度约为T,比太阳的表面温度(约6000T)高。

织女星诞生于10亿年前,太阳诞生于45亿年前,相比之下织女星要年轻得多。

地球大致是与太阳同时诞生的,若认为织女星的行星也跟织女星同时诞生,那么就可以视它的行星处在演化的初期阶段。

依据行星形成的一般假说,当恒星产生时,在它的周围散发着范围为太阳系100倍的分子气体云环,因长期相互作用而分成若干个物质团块,进而形成行星。

东京天文台曾公布说,他们用射电望远镜在猎户座星云等地方发现“行星系的婴儿”,也可以说是原始行星系星云。

东京天文台和红外天文卫星的发现,看来可以说是行星形成过程中的不同阶段。

深入分析和研究这两个不同阶段,以及更正确地描写织女星的行星像无疑是当前世界天文学界所面临的一大课题。

把一粒沙子放大1亿倍,能否得到一个宇宙?

把一粒沙子放大1亿倍,能否得到一个宇宙?

这个问题已经不是科学问题,而是心灵鸡汤的延伸。

许多人崇信所谓一花一世界,一叶一菩提的佛学境界。

其实这里面蕴含的是一些哲学道理,它告诉人们在小的事物中,同样可以看到大事物的一些规律。

如果能够正确认识到这些道理,可能对人生有点好处,但如果滥用,就堕入阿鼻地狱了。

就如哲学中解剖麻雀的道理一样,叫麻雀虽小,五脏齐全。

就是说,我们解剖一个麻雀,也能够看到其内脏是个啥样子,从而推演到类似的鸟类都差不多。

但有人一定要推广到所有的动物都差不多,就成为谬误了。

总不能认为解剖了一只麻雀,就知道了整个世界吧?比如麻雀的五脏会与老虎、大象一样吗?会与蚂蚁蚯蚓一样吗?会与细菌病毒一样吗?世界之大,超乎想象,一花就是一花,一叶就是一叶,不能划等号。

原子放大后的样子

现在我们来说说一粒沙的问题。

一粒沙有多大?所谓沙尘暴就是把砂砾吹了起来,这种砂砾应该是比较小的,一般都在1mm以下,一般建筑用砂直径大致在1~2mm之间,最大的砂砾也不过5mm吧。

再大就不叫砂砾而应该叫石子了。

我们取2mm砂砾来计算,增大1亿倍就是200km直径,就能够与宇宙比?这里砂砾增大了1亿倍,里面的细微结构也同样增大1亿倍,这时沙子的分子结构就显示出来。

砂由二氧化硅组成,二氧化硅分子由1个硅原子和2个氧原子组成,分子式为SIO2,放大1亿倍后,分子和原子都成为肉眼可见的砂砾般大的东西了。

原子直径约10^-10m,也就是约0.1nm,1000万分之一毫米。

如果按照原子的直径放大1000万倍,这个原子就有1mm大小,放大1亿倍,就有1cm大小。

这时候,原子和分子就成了宏观物体,人们可以仔细观察分子和原子的结构。

不过由于量子的不确定性原理,人们无法确定核外电子的位置和动量,电子以云雾状包裹着原子核,人们无法看到原子内部状态。

这些分子结构非常简单,而且原子与原子之间,分子之间充满了巨大的空洞。

即便再把它放大,用巨大能量轰开电子外壳,看到了原子核的中子和质子,这个结构也还是很简单。

有人以为原子还可以无限放大,一直可以无限细分下去,有数不清的层层结构。

其实不然,中子和质子里面最基本的粒子是夸克,而夸克由于夸克禁闭,是不能再细分的,也不能够脱离中子质子而单独存在。

这么小而简单的结构与宇宙无垠而复杂的结构相比,简直是儿戏。

可观测宇宙缩小后的样子

首先说说宇宙之大。

科学界现在认为宇宙有465光年可观测半径,这还是可观测宇宙,也就是从理论上来说,人类可以观测到的宇宙范围。

而宇宙有两个不可观测范围,这就是过去视界和未来视界。

所谓过去视界是指在宇宙大爆炸开始的38万年内,无法观测到的世界。

大爆炸初始阶段,由于极端高温高压,宇宙处于不透明状态,电磁波也无法脱耦。

啥叫脱耦?绉的说就是“将抽象同现实之间的强关联关系变为弱关联关系”,通俗点说就是电磁波还无法从宇宙的高温高压中形成并溢出来,而人类是依靠电磁波观测世界的,既然那个时候宇宙还没有电磁波,对于人类来说就是黑暗的,看不到的。

这个过去视界的宇宙有多大呢?谁也不知道,不过科学界有一个估计,就是在大爆炸发生后的10^-35s时,发生过一次暴涨期,虽然时间只经历了10^-33s,但加速却达到100次加倍,2^100次加倍。

这个膨胀的结果是怎样的呢?我们简单算一下,如果宇宙在暴涨前已经达到了1mm直径,经历10亿亿亿亿分之一秒第一次暴涨后,宇宙就膨胀到了直径为1340亿光年,比现在的可观测宇宙大多了。

或许暴涨前宇宙还没有1mm,或许不止1mm,都是未知数。

但至少可以说,过去视界的宇宙不会是一个很小的范围,或许是一个比可观测宇宙还要大的空间也未可知。

而人类现在观测到的宇宙样子,是宇宙大爆炸38万年后的样子,这就是上世纪最伟大的科学发现之一~宇宙微波背景辐射。

38万年后,可见光依然没有脱耦,人类还不能直接看到宇宙的样子,但通过电磁波可以探测到微波背景辐射,就是宇宙大爆炸冷却下来后的余烬。

那么,未来视界又是一个什么东西呢?这是基于科学家们发现,宇宙膨胀依然在加速。

埃德温·哈勃根据星系光谱红移,发现了宇宙膨胀规律,膨胀速度是与距离呈线性提升,而且各向同性,由此得出了哈勃定律,表达式为:Vf = Hc x D,其中,Vf表示宇宙膨胀速率,Hc表示哈勃常数,D为星系距离。

测得哈勃常数,根据这个公式,就可以计算出宇宙膨胀速度。

根据这些年测得的宇宙常数约为75km/s·Mpc计算,在可观测宇宙半径465光年的边际,宇宙膨胀叠加速度超过光速3倍多,这样在距离我们130多亿光年,宇宙膨胀超过光速的地方,就会形成一个未来视界,人类的目光所及只能到达那里为止,再远一些的星光就永远也到达不了我们的视网膜。

因此宇宙不但可观测宇宙达到465亿光年半径,还有两个无法看到的不可观测宇宙,这两个不可观测宇宙很可能大于现在宇宙,这岂是一个原子能概括的?别说放大1亿倍,再怎么放大也不可能与宇宙相比。

哈勃空间望远镜拍摄的宇宙极深场照片,里面包含1万个星系

我们再来说说宇宙复杂性。

宇宙的复杂性与原子完全不可同日而语。

虽然原子和宇宙万物运行所遵循的都是四种基本力,但原子与宇宙遵循的力侧重是不一样的,原子层面,更多的是遵循强力、弱力和电磁力;而宇宙万物宏观层面,遵循更多的是引力、电磁力,当然也包括强力、弱力。

因为原子本身就是宇宙的组成部分。

宇宙天体多种多样,如奇点、黑洞、中子星、白矮星、恒星、星云、星团等等,天体结构有星系、本星系团(群)、超星系团、宇宙大结构等等,每一种天体类型里面又包含了很多种类的分支结构,而这些所有看得见的天体结构,只占宇宙质能总量的4.9%,95.1%的宇宙质能是看不见的暗物质暗能量,而且后者主导着整个宇宙的生与死,也就是膨胀和收缩的博弈。

即便一个小小天体,也由复杂的物质组成。

比如地球上就有118元素,有亿万种生物,每种生物都有不同的结构,有着不同的生长死亡规律。

而原子是一个最简单的基本单元,虽然对于深层次量子问题,还有许多奥秘没有解开,但原子这么简单的事物,怎么能够与复杂的宇宙相比呢?难道解剖了一个原子,就可以了解宇宙,就不需要观测和研究宇宙了?

实际上,这种类比犹如网络上的心灵鸡汤。

实质是把科学研究和发现简单化、庸俗化、虚无化。

这让我想到网络上一些人,常常打着什么古代先贤知道了阴阳五行、无中生有等哲理,就宣扬先人早就洞悉了宇宙奥秘,说什么如今的宇宙科学发现,不过是证明了他们的理论而已等等。

其实这些古人说法只不过是对世界的一些领悟和看法,是一些大道理,有一定的逻辑性而已。

但这些大道理可以指导人树立某种看待世界和做人做事的方法,决不能代替具体的科学研究。

有人把这这些等同于科学研究,甚至认为只要学好这些就什么就知道了,这实际上是背道而驰。

如果按照这种思维,现在所有的科学都无须研究了。

我们如今的幸福生活,我们乘坐的飞机高铁,用的手机看的电视,都是依靠具体科学发现和研究得来的,绝不是知道了这些古人说法就自然而然得来的。

由此我们可以看看朋友圈发的许多心灵鸡汤,说得多么大义凛然和高尚,但不同场合相互充满了矛盾,根本就是唱高调。

对比一下所谓儒家千年追崇的一些语录,以及一些大人物、国学大师的演讲,与这些心灵鸡汤何其相似和契合。

事实上我们今天享受的幸福生活,都是科学发现发明推动下赋予的,与这些心灵鸡汤毫无瓜葛。

希望有这种情结的朋友想一想,可能就会大梦初醒,知道要真正的去养鸡才会有鸡汤喝。

就是这样,欢迎讨论,感谢阅读。

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