到达宇宙边界我们能把手伸出去吗?


一个看起来很有趣的话题,似乎是一个字或者两个字的回答即可完全描述这个话题,但问题的关键并不在这里,因为这个问题中包含了太多的深奥问题,我们不妨来展开下。

曾经是古希腊哲学家考虑的问题,当然中国古代也有类似的说法,比如三千大千世界,尽管都有个数量形容,但整体上来看,都是倾向于无限。随着文艺复兴时期欧洲天文观测的发展,人类的认识有地心逐渐转向日心,最后认识到太阳不过银河系中一颗小小的恒星,甚至银河系也不过是宇宙的某个角落而已。宇宙有多大?有没有边缘?

1922年,苏联物理学家亚历山大·弗里德曼在应用爱因斯坦引力场方程时假设了一个特殊状况,即将宇宙假设为各处物质都是均匀分布的,从这个上面推导出了宇宙有几种形状。

弗里德曼简化了引力场方程对于宇宙的描述,而且假设了一个特殊情况,即宇宙物质是均匀的,而在1927年时勒梅特在求解弗里德曼方程时提出了和弗里德曼类似的观点,即可能宇宙并不会处在这种临界的稳态,而是会在膨胀中。

当然哈勃的观测证明了这一点,而且在1964年彭齐亚斯和R.W.威尔逊发现的微波背景辐射观测中则证明宇宙不但在膨胀中,而且各处居然还是均匀的(只有万分之一的差异),这证明了一点,宇宙各向同性而且处在不断膨胀中。另外空间趋向于无限,因为K=0时的形状时,宇宙是平坦的,空间无限大。

又是一个超丧的话题,都说没边界了还得弄出个边界来讨论,当然这也是一个有趣的话题,从这点来看,我们必须来理解下三维空间这个概念。

在这个空间维度的概念上,我们只要理解到三维就可以了,当然能到达思维的话,更容易理解这个话题,比如一个二维平面,假如上面存在智能生物的话,我们能发现它们能伸出平面以上吗?这显然不可能!但这不容易理解这个问题,因为不存在二维生物。

以我们所在的地球距离即可,假如将二维平面蜷曲起来形成一个球面,那么它将成为有限面积但无边界的二维平面,就像曾经传说中的世界的边缘,我们是找不到的,因为尽管地球面积有限,但永远都找不到这个变,所以各位想要伸手到这个边界外的所有努力都是徒劳的。

这幅图其实做得不错,但很可惜我们的地球并不是这样,不过却仍然有部分好玩的朋友认为地球是扁平的,证明却很简单,如果认为地球是扁平的,那么请出发去找到世界的尽头吧。

也许能找到,也许不能找到,很多朋友认为宇宙是高维的,这表示超出三维以上的比如四维和五维空间都是在宇宙空之内的,那么即使我们认识更高维,还是可能找不到宇宙的边缘,因为无法超脱宇宙,这是一个很丧气的话题。

假如宇宙只是高维中的一维,那么也许我们是有希望的,因为在三维看来,一个二维无边界却有限的球面边界在哪里,当然在四维来看,三维也同样存在类似的结果,即使宇宙是圆筒状,在某个方向上是无限的形状也一样(临界宇宙的一个猜想),高维是上帝视角。

当然更大的可能是维度的理解并不像我们所说,它只是一个数学游戏,那么此时,我们可能没有任何办法来了解这个边缘。

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