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发表于 2018-11-4 23:00:36
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宇宙有多大?宇宙中心在哪儿?其实两个问号是一个问题。我觉得目前我们无法回答,主要是我们太渺小,我们无法看到宇宙全貌。
就像撒哈拉沙漠中的一个蚂蚁,它想探究世界,登高远望,得出的结论只能是:到处都是砂子,无边无际,大尺度上看,各向同性,无论往哪里走都是一样的,因此我们蚂蚁可把可观测的世界看做一个足够大的圆形平面,尽管有沙包等起伏,但总体上是平坦的,有限的。
那么撒哈拉是圆形平面的吗?我们当然知道不是,因为我们已经有飞机,有卫星,能够看到全貌。蚂蚁进化成沙漠蜥蜴,移动速度和移动距离大增,但它还是无法看到全貌。但是沙漠的兀鹫可能知道撒哈拉全貌。
今天我们观察宇宙的工具只有光(无线电也是光),我们的位置也只能站在地球这个坐标点,有人飞船只到过月球,无人飞船连太阳系都没飞出去。这一点与蚂蚁观察撒哈拉何其相像。
将来我们需要再多几种观察宇宙的工具。除了光,现在又有了引力波,但作为可用的观察宇宙的仪器,还需要几十年以后。中微子可穿行宇宙很远,中微子可用做探索宇宙的工具吗?除了工具,还有我们的位置高度,这个恐怕比找工具还难。一万年后人类能飞出银河系吗?
观察宇宙的另一个手段是数学推理,利用数学,我们得到了广义相对论,推测了宇宙大爆炸等等。但是数学的推测不能推太远,需要经常用观察数据和实验数据矫正。
这就是我们人类观察宇宙的现状,你非要问蚂蚁中的智者:世界是什么样?它给不出答案,非要给出,也就只能是宗教式的答案。
目前我们推测的宇宙是这样的:
-宇宙产生在138亿年前的一次大爆炸之中。
-宇宙还在膨胀中,并且加速膨胀。
-宇宙大尺度上是均匀的,各向同性。
-宇宙最快的速度是光速。因为光速有限,我们可观察的宇宙是直径900亿光年的球型空间
但是这些都是可以质疑的,也因此提出了很多猜想。之所以说是猜想,是因为没有找到证据,但是逻辑上又可行。比如平行世界,多维宇宙,这些理论猜想往往是科幻小说的素材。猜想很重要,非欧几里德几何就是逻辑上可行的理论猜想,后来相对论用数学的就是非欧几里德的一种。今天的弦论,一个公认最有希望探究宇宙奥秘的理论,也还只能是理论猜想。
回到蚂蚁这个比喻上,世界是什么东西组成的?答案是砂子。对吗?如果问大海中的一条沙丁鱼,是否它的答案就是水呢?宇宙的物质、能量、空间三者的分布如果有一个起伏,就像大海中的波浪,但是起伏的波长有9000亿光年,而我们偏偏只能观察900亿光年的范围,那么得出的结论:宇宙是平坦的,膨胀的,是否就对呢?
宇宙中可观测的实体物质,好像悬浮在空间中的尘埃。这是我们一般人对宇宙的理解,比如地球、太阳系、银河系。可是观察大尺度的宇宙图景,在星系的分布上物质是絮状分布,就像松软的棉花。一方面很多空的部分,另一方面星系又好像相互关联成一根根纤维。这种结构是怎么产生的呢?当然是和宇宙早期的变化运动有关。同时也说明,星系不是主体。
举个例子。将面团擀成面皮,然后抹上无色的菜油和红色的果酱,卷起面皮来重新揉成面团,这时果酱在面团里的分布是什么样的?如果用CT扫描,会发现大尺度上果酱分布是均匀的,细节上果酱分布是薄片状的。如果面团就是宇宙,我们盯着果酱看,是否能对宇宙有个整体的认识?
人类太渺小,我们现代科学的发展也只有几百年,就像刚刚学会说话叫妈妈的婴儿,他看世界充满好奇,他想问:世界有多大,除了小床,卧室,还会有什么?哪里是世界的中心,是我自己的小床,还是妈妈出没的那个门?其实,不要着急,人类需要长大,需要知道很多很多的东西,甚至到头发白了,也还是只能得出宗教式的答案。是否这婴儿就永远也得不到答案呢?未必。你怎么知道他将来不是登上月球的宇航员,或者不是发现相对论的爱因斯坦呢? |
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