乘坐1000亿倍光速的飞船,驶向太空,最终可抵达宇宙边缘?

萌萌知识馆 2023-03-24 21:54:40

现代宇宙学的发展,是开始于上个世纪初的,也就是说,目前人类对于宇宙的研究,已经有了一百多年的历史了,而随着科学家们的不断深入研究,关于宇宙的谜题也逐渐浮出水面。

然而,在上个世纪,世界上顶尖的物理学家们(包括爱因斯坦在内),都认为宇宙本来应该是静止的、永恒的,时间和空间都没有尽头。直到1929年,美国天文学家埃德温·哈勃发现,所有的星系都在远离彼此。也就是说,我们的宇宙并不是静止不动的,恰恰相反,宇宙一直在以人类难以理解的方式运动中。结合观测事实和相关研究,人们认识到即使是我们的宇宙,也不是永恒的,就像地球上的万物一样,宇宙也是有始有终的。

但是,宇宙到底有没有边界?尽管现代科学正在快速的发展当中,关于宇宙学的理论也正在逐步完善当中,但关于宇宙究竟是否有边界这个问题,仍然是一个未解之谜。

“可观测宇宙”的边界

在不同的时代,人们对宇宙的划分是不同的。三千多年前,人们普遍认为宇宙是有边界的,认为天是圆的,地是方的,这也就是我们古人所说的“天圆地方”。

尽管现在看起来这种理论非常搞笑,但是,这种理论在那个时候,就是被人们称之为“科学”的。也就是说,科学是会随着文明的发展,逐步进步的,而有时候这种进步,甚至会完全推翻前人所积累的理论知识。

随着天文望远镜的发明,人们发现宇宙比他们想象的要浩瀚无垠得多,甚至目前的科学家们,能够观测到超过900亿光年的宇宙范围,然而即使是这么大的范围,也仍然没有发现宇宙边缘的迹象,因此有一段时间,人们相信我们的宇宙是没有边界的。

随着信息传递能力的发展,这一理论也受到了更多人的欢迎,各种报刊接踵而至,无不表明宇宙无边无际。不过,没过多久,又有一批科学家提出了不同的观点,他们说这就像一个人站在地球上,他认为地球是无边无际的,但是当人们站在宇宙中回头看地球时,地球也是有大小和边界的。因此,他们认为人类目前的科技水平无法超越宇宙,因此,是无法观察到宇宙的边界的,但这不代表我们的宇宙没有边界。

目前的主流科学认为,大爆炸创造了我们的宇宙,科学家们的出发点是为了证明宇宙在大爆炸之前是处于混沌状态的。这也就意味着,宇宙的时间是有限的。而根据目前的科学发现,宇宙也在不断向外膨胀,这就意味着,虽然人类并不清楚宇宙是否有边界,但是“可观测宇宙”的范围,对于人类来说是有边界的。科学家们计算出大爆炸发生的时间,大约是138亿年前,再加上宇宙的膨胀系数,以及其他的一些数据,推测宇宙的可观测边界应该在1200亿光年之外。

乘坐1000亿倍光速的宇宙飞船,驶向太空,最终抵达宇宙边缘?

爱因斯坦的相对论表明,光速是宇宙的速度极限,任何有静止质量的物体都无法超越它。虽然相对论并非绝对真理,但在经过一百多年的测试与检验后,它仍然站得住脚,相对论仍然是我们看待宏观世界的主流理论,因此,即使不相信相对论,也不能武断否定它。此外,当物体以接近光速的速度无限飞行时,时间就会变得越慢,甚至停止,这意味着只要以无限接近光速的速度飞行,就可以瞬间跨越宇宙的任何距离,甚至跨越宇宙的边界,就像你只需要迈出一步就可以到达它一样。

但是最关键的一点是,飞船飞行时,是不可能朝着一个方向飞行的,而是沿着弯曲的时空做“测地线”运动,从而达不到宇宙的边界。

广义相对论表明,我们认知的时空结构不是平坦的,而是有着弹性和弯曲的特性。此外,我们至今仍不清楚宇宙的形状,但普遍认为宇宙应该是封闭的,这样无论飞船往哪里飞,都无法到达宇宙的边界,可能会回到起点,就像行走在地球上一样。

因此,即使以地球为中心测得的宇宙直径为900亿光年,但是其他行星上测得的宇宙直径,也将是同样的900亿光年,如果人类在未来的某一天真的能达到光速飞行,这个问题也许就能够得到解答了,也许我们的宇宙是各向同性的,没有所谓的“外”,一切都是在宇宙之内。但宇宙究竟是否有边界,就只能留给后人去探索了。

多元宇宙论

假如说我们的宇宙真的存在所谓的“边界”,那么这时候就会有一个新的问题:宇宙之外是什么?

多元宇宙论是当今被广泛认可的最重要的理论之一,当前的科学家们将宇宙之外的空间称为混沌宇宙,它包含了无数个宇宙,就像行星一样,彼此相互吸引,又相距甚远。如果要从一个宇宙到达另一个宇宙,必须先离开自身的宇宙,而不是到达目标宇宙的边界,但是,必须有一个特殊的通道,而通过科学家的研究与猜测,科学界认为,离开宇宙的通道,很有可能是需要依靠黑洞的,也就是说,也许黑洞就是前往另一个宇宙的“传送门”。

我们都知道,宇宙中有大量的黑洞,它们对恒星和物质都有着极大的吸引力,一旦靠近,就会被吞噬掉。而目前,科学家们对黑洞的了解甚少,被吞噬的物质去了哪里,这个问题也始终没有定论。有人认为,黑洞可能是一个通道,其另一端是白洞,黑洞吞噬物质,然后从白洞中喷射出来,黑洞是连接混沌宇宙的通道,也就是浩瀚的空间,每一个宇宙都存在。因此,飞船可以从黑洞进入,然后从白洞出来,横跨混沌宇宙的边界。

从白洞中出来以后,我们可以看到更广阔、更神秘、更神奇的宇宙。混沌宇宙中的星系、星云和其他行星,就像是整个宇宙中的行星,悬浮在混沌宇宙中,围绕着一颗更大的恒星运行,这样,我们就可以把混沌混合宇宙想象成一个放大了无数倍的宇宙,而宇宙在里面变成了一个单独的星球,每个星球都有无数的星系和星界。如果多元宇宙的结论成立,那么宇宙的起源和奇点的起源就会得到更加深入的理解,更多的宇宙奥秘也将被揭开。

那么,在人类对宇宙学取得重大的进步之前,你认为我们的宇宙究竟是什么形状的呢?我们的宇宙是否存在所谓的“边界”呢?宇宙之外是否存在其他的宇宙呢?欢迎各位感兴趣的朋友一起探讨这个问题。

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