解答宇宙迷最喜欢问的12个问题,总有一个你想知道
首先大家需要明确一点,在可观测宇宙边界之外,是没有“光”的,至少我们现在看到的光抵达那里时就已经消失了。因此,我们只能对那之后的情况进行想象,但也不是凭空瞎想。
可观测宇宙的年龄大约是138.2亿年,而它的直径为926亿光年左右。也就是说,被人类认定为速度最快的光,抵达那一边界时,就神秘地消失了。
但是,大家都知道,宇宙是在不停的膨胀中,而且,膨胀速度大大超过了光速。
从目前观测到的宇宙空间情况来看,可观测宇宙边缘其实和我们所处的“宇宙”并无区别,依旧存在着星系和星系群,当然在其周边还有一些空白的地方。
第二,宇宙是无限大,还是有限大?我们的宇宙是有限的。
其理论依据是红移。尤其注意,宇宙已经诞生了137亿年,但是,这个不代表宇宙的直径是137x2=274亿光年。
宇宙的直径下限为1100亿光年。这是因为,宇宙空间的膨胀的速度要大于光速。一束从130亿年前发出的光,其通过的实际距离是130亿光年的几倍。
同时,宇宙也是“无限”的。
这个无限,指的是哲学上的无限。意思是宇宙内容的无限丰富,人类永远无法探索周全。由于宇宙的膨胀速度远远大于光速,人类永远无法到达宇宙的边缘,更何论彻底了解宇宙的全藐?
总之,宇宙的无限代表了信息的无穷大,代表了你只能了解宇宙奥秘一小部分的事实。
第三,时间的本质是什么?物理学家告诉我们,宇宙诞生之初,具有十个维度,这个时候,时间的流速趋向于无穷大,事物的诞生即是毁灭。
然后由于维度的衰减,产生了能量失衡和宇称破缺。
为了弥补,时间的流速被延伸了。从十维宇宙到如今的三维宇宙,每降低一个维度,时间的流速都会延长几百万倍。
换句话说,宇宙的趋势就是熵变,时间就是恢复高熵的做功过程。
第四,在超光速的情况下,是否可以穿越?关于超光速。相对论告诉我们,任何物体的速度和信息的传递都不能超过光速。这个已经被无数次验证。现在有两个推论:
第一,宇宙奇点大爆炸的瞬间,规则已经被制定,光速限制已经牢不可破。
第二,宇宙早期由于是十维,光速曾经无限快。后来维度被衰减,光速的c值也迅速下降,直至三维时空的接近30万千米的秒速。
综上,由于时间是恢复高熵的做功,所以速度即使再快,哪怕超出光速,也不能穿越时间。因为时间只是一个做功的方向而已。最多你时间停滞,无法穿越。
当然,这个是个假设,因为超光速本身就是不可能达到的。
有一个著名的问题,人坐在一列光速运行的火车里,如果站起来往前方走,那是不是就算超光速了?
第一,任何物体达到光速,都必须转变为非物质态,即光波能态。所以,永远不可能有光速运行的列车。
第二,假设突破物理规则,硬是假设人不死〔比上帝厉害一亿倍〕,列车也是光速,那么,如果换成你在那列火车上,你会发现自己怎么也迈不动这条腿。因为迈动这条腿需要无穷大的能量,这份能量足以引发新一轮的奇点大爆炸。
时间是不可逆转的,你可以让时间变“快”,或者变“慢”〔其实是参照物的改变,时间本身没有改变,熵也没变〕,但不能回到过去。
一切认为可以回去过去的学说都是伪科学。
时间是物质动态的过程,而物质是运动的。物质是由波在不同纬度振动体现的。没有振动,物质就不存在,连虚粒子的不算。
所以,时间=物质的运动,时间证明了物质的运动这一永恒的特性! 如果一切物质都在宇宙中消失,那么,时间和空间都不会存在。宇宙的存在,即它的运动性,符合一定的规则。这个规则,我称之为“宇宙第一规则”,一切其它的物理规律,无论是宏观的,还是微观的,都要围绕这个第一规则。
1+1为什么=2,因为它符合我们的第一规则,只有符合第一规则,物质才能稳定,宇宙才能稳定。
如果突然1+1不等于2,意味着我们这个宇宙瓦解了,因为第一规则被破坏了,而第一规则是宇宙诞生的基础。
故,可以把适宜我们人类存活的宇宙称为1+1=2规则宇宙。
第五,地球文明会不会被外星文明侵略?由于光速限制,外星文明和地球人接触的概率很小。
在宇宙中,生命的存在是个稀罕事,那些所谓的大概率都是无根据的幻想。而具有高级文明的更是罕见中的罕见。总之,高级文明很稀少。那么,假设高级文明真的存在,而且再假设它们就在我们身边〔十光年之内〕,地球会遭遇入侵吗?
1,如果它们的科技高到我们无法仰视的超级程度,则入侵不会发生,或者概率很小,15%以下。
2,如果它们的科技比我们高3--4个科技世代〔现代美国和非洲土著〕,则入侵的概率为50%。
3,如果它们的科技稍高我们,则入侵概率为90%。
科技文明发展程度越高,则入侵的概率越小。
以上为碳基文明。硅基文明入侵的概率要高于碳基文明。
第六,如何实现星际旅行?在宇宙中穿行显然速度是个很重要的因素,更先进而高效的驱动技术能更快到达目标地点,多快的速度都不可能达到光速,不管是星际冲压发动机、核脉冲推进装置、太阳帆船还是反物质火箭,因为光速光速被限制为30万公里/秒,在茫茫宇宙中,想要星际旅行最可靠的就是曲速引擎。
这种引擎技术是以压缩前方空间的同时拉伸后方空间来达到加速目的,在通过不断进行的相同操作后甚至能以超光速的速度行进,科学家认为这种驱动技术类似人为制造出了虫洞,或者是在更高维度的空间进行跳跃,想要把曲速驱动变为现实显然还有很多技术壁垒需要突破,能实现曲速驱动的文明至少要达到第二阶段的文明等级。
第七,宇宙的结局会怎么样?大家知道,宇宙诞生后,只有有序度低的区域能产生生命,即低熵产生生命。
根据热力学第二定律,宇宙的总体趋势是低熵----高熵。
当宇宙到达最后的末日,差不多10的500次方年以后,宇宙中的一切都处于均衡状态,原子停止振动,温度趋于绝对零度,如同定格的电影胶片。
这时候,时间的流速无限趋向于0,也就是说,时间停滞了。
可以看到一个规律,空间的膨胀系数越大,时间越慢,事物存在的过程越久。
宇宙,从字面意思来说就是空间和时间,按照熵增定律,宇宙最终会停止膨胀,宇宙中的一切都处于均衡状态,原子停止振动,温度趋于绝对零度,如同定格的电影胶片,时间流速趋于0。
第八,黑洞是不是另一个时空的通道?黑洞不是时空通道。有一种理论,认为虫洞是连接黑洞与白洞的通道,不过未得证实。总之,黑洞是大质量的天体,体积无限小,与时空通道没什么联系。
第九,反物质,暗物质,暗能量到底是什么?为什么正物质多于反物质?请不要把暗物质与暗能量混为一谈。有很多人认为暗能量就是暗物质发出的?
错,暗物质与暗能量根本就不是一回事。请不要在名称上混淆暗物质与暗能量。
暗物质
暗物质并非一团无光源的普通物质,因为普通物质会放射出我们能观测到的粒子;而暗物质也不是"反"物质,因为反物质会与普通物质反应,并放出特殊的γ射线;暗物质也不是由黑洞所构成,黑洞是种紧密的物体,且会剧烈影响周围环境。但是暗物质似乎是零星散布在整个宇宙。暗物质有可能是由某种复杂又特殊的粒子组成,这种粒子不会与光、普通物质反应。
暗能量
暗能量则更加奇怪与神秘,我们无法检测它、无法测量它、无法触碰它,但是我们却能非常清晰地看到它造成的影响。
暗能量似乎是某种空白空间里固有的能量,暗能量比任何东西都要强大而且日益增强,空白空间中的能量比起宇宙其他所有东西的总和还要多。
对于暗能量可能是什么有多种猜测:一种猜测是暗能量并非某种事物,它只是空间的特性,空白空间并非"虚无",它拥有自己的能量,而且空白空间可以产生更多空间并相当活跃,因此当宇宙在膨胀时,空白空间使更多空间出现并填补缺口,造成宇宙加速膨胀。
还有一种猜测:暗能量是种未知的动态能量流体或是力场,它渗入了整个宇宙。但不知何故,它有与普通物质、普通能量相反的效果。
反物质
正电子是人类最早发现的反物质,它是携带正电荷的电子,除此之外和电子的性质几乎一样,如果在真空中不和电子相遇,正电子还是很稳定的,可是一旦和电子相遇就会泯灭,然后释放出能量和形成光子。
科学家还“反质子”和“反中子”,于是科学家推测:一切基本粒子在宇宙中应该都在相反状态的反粒子。
简单来说反粒子就是正常粒子的相反状态,当正反粒子相遇时,就会释放出大量的能量并发生爆炸,更神奇的是正反物质相撞发生的爆炸能量释放效率要高于氢弹爆炸。
人类最强大的武器之一氢弹的质能转化比大约是0.7%,反物质的质能转化比将近100%
第十,人类的结局会怎么样?以目前科技发展进度来说有以下4个可能:
1.毁灭与核战争,这也可以解释为何我们一直都找不到外星文明,因为他们已经因为核战而灭绝
2.小行星撞击地球。
3.未来发现了高度文明外星人,被入侵灭绝。
4.遥远的未来,人类可以做到星际旅行,来逃避地球末日,太阳系的末日乃至银河系的末日,但是身处宇宙当中,我们永远无法逃避宇宙末日。
第十一、恐龙是怎么灭绝的?有2种可靠解释:
1.从现如今留下的恐龙化石、地质变化以及天文研究表明,在亿万年前可能有小行星撞过地球。
2.还有一个最靠谱的说法被提出——超新星爆发说。这是因为在70年代末,在奥白垩纪末的黏土层中,发现稀有元素“铱”的含量要比正常含量高出几十倍。这种地质元素显然很不正常,所以有人说:“这种情况也可能是超新星爆发形成的。
第十二、到底有没有外星人?已知的可观测宇宙的直径达到约930亿光年,恒星的总数的样本十分巨大,约有10的22次方到10的24次方颗,其中我们银河系内有约2500亿颗恒星。
通过对银河系内恒星光谱的巡天观测,我们知道构成生命的元素普遍存在于宇宙的各个角落,只要给他们足够的时间演化,宇宙中的生命应该无处不在,高等文明的数量按比例应该也是不在少数。但现实却比较骨感,人类至今没有获得任何地外文明存在的确切证据。
所以,从现有科学来讲,这个答案是“肯定没有”。
从著名的德雷克方程,来估算银河系内具有星际通讯能力的高级智慧文明的数量:
公式为:N=R*×Fp×Ne×Fl×Fi×Fc×L
R* :恒星形成的速率,数值约为1.5~3,
fp :恒星周围具有行星的比率:至少有一颗的比率:接近1
Ne:行星位于宜居带,具备生命产生的条件:0.4
fl:演化出生命的比率:10-4
fi:生命进化到高等智慧生物的比率:10-9
fc:文明发展出通讯能力的比率:0.2
L:文明能够持续的时间:304
根据稀有地球假说的初始参考值,得到的保守估计值为9x10-13,这意味这在这种假说下,我们在宇宙中是孤独的。
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